毀滅恐龍的小行星如何造成第五次物種大滅絕

【2023年10月31日訊】(記者夏雨綜合報導)6600萬年前,一顆珠峰大小的小行星撞擊地球,導致恐龍滅絕。但在這場災難性影響之後的幾年裡,地球上75%的物種也相繼滅絕。是什麼導致第五次生物大滅絕目前仍是謎團,科學家也一直在探尋可能的答案。

這顆小行星的直徑估計有10公里,大約相當於珠穆朗瑪峰的大小。它以極高的速度撞擊現在墨西哥海岸附近的淺海,造成全球恐龍的滅絕。

先前的研究表明,撞擊過程中釋放出硫磺,留下了112英里寬(180公里寬)的希克蘇魯伯隕石坑,而野火產生的煙塵引發全球冬季,氣溫驟降。

布魯塞爾比利時天文台博士後研究員、行星科學家傑姆‧伯克‧塞內爾(Cem Berk Senel)領導的地球科學家團隊針對墨西哥希克蘇魯伯隕石坑進行了進一步的研究。

週一(10月30日)發表在《自然地球科學》雜誌上的這項新研究表明,撞擊後被拋入地球大氣層的碎石產生的細塵可能發揮了更大作用。這些灰塵阻擋了陽光,導致植物在近兩年內無法進行光合作用,這是對生命至關重要的生物過程。

為了驗證他們的發現,科學家們開發了一種新的電腦模型來模擬小行星撞擊後的全球氣候。該模型基於當時已發布的地球氣候信息,以及從北達科他州塔尼斯化石遺址(Tanis fossil site)採集的沉積物樣本的新數據,這些樣本記錄了撞擊發生後20年的情況。

塔尼斯化石遺址的岩石中,含有地球科學家用來標記地球歷史上從白堊紀到古近紀變化的痕跡。研究人員檢查了樣本中硫、煙灰和矽酸鹽礦物質的含量,發現樣本中含有比預期更多的細小矽酸鹽粉塵顆粒(直徑約0.8至8.0微米)。這些塵埃顆粒在返回地球之前以噴射物的形式被推入大氣中。

塞內爾的團隊認為,小行星撞擊產生了這些微小顆粒雲,遮住了太陽,並可能在撞擊後兩年內阻止植物進行光合作用。結果,植被死亡,導致許多草食物種(包括一些恐龍)挨餓。這可能是引發災難性物種大規模滅絕事件的原因之一。

團隊的模型表明,這些塵埃可能在大氣中停留長達15年。在此期間,全球氣溫將下降多達15°C。

「撞擊後光合作用關閉了近兩年,給生命帶來了嚴峻的挑戰。」該研究的主要作者塞內爾說,「它破壞了食物鏈,造成了滅絕的連鎖反應。」

這項研究標誌著科學家首次對這些塵埃顆粒進行詳細探討。

塞內爾說:「長期以來,人們一直認為主要的滅絕機制是希克蘇魯伯撞擊後的極冷氣候,但撞擊後光合作用的停止本身就是一種(滅絕)機制。」

塞內爾補充說:「在(撞擊發生後)幾週、幾個月內,地球的光合作用發生了全球性的關閉,這種情況持續了近兩年,在此期間光合作用完全消失了。」

塞內爾說,模型顯示,光合作用(植物利用陽光、水和二氧化碳產生能量和氧氣的過程)的停止與噴射到大氣中阻擋陽光的細塵直接相關。

他表示,需要更深入了解導致全球變冷或光合作用喪失的原因,以便加深對希克蘇魯伯撞擊後的確切滅絕機制的了解。

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