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2017年10月10日星期二

導致恐龍滅絕的小行星撞擊:讓地球陷入了長達18個月的黑暗

如果你有幸在"2017 北美大日食"最佳路徑上欣賞了一出天文奇觀,那也不難想象 6500 萬年前的地球是個什麼樣子。當時,一顆碩大的小行星撞擊了地球,導致這個星球陷入了長達一年半的漫長黑暗,最終導致曾經的陸地霸主恐龍就此消失。不過隕石撞擊的能量,並不是導致這一災難性後果的關鍵。因為最新的模擬顯示,被衝擊拋入大氣層的粒子,導致陽光被封鎖了 18 個月。其破壞了植物的光合作用,級聯之後才引發了這起最嚴重的物種滅絕事件。

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根據最新模擬結果,導致恐龍滅絕的小行星撞擊地球事件,使地球陷入了長達18個月的黑暗。


主要理論研究推測這顆隕石的寬度至少有 10 公裏(6.2 英裏),其導致了白堊係下第三係(Cretaceous-Paleogene,簡稱 K-Pg)生物集群滅盡事件。

得益於地質記錄中的異常地層、以及墨西哥灣巨大的希克蘇魯伯(Chicxulub)隕石坑,為我們揭示了這樣一段地球曆史(均可追溯到同一時間)。

除了公認最知名的受害者恐龍,科學家們預計當時也有 93% 的哺乳動物遭殃,更別提更加繁多的其它物種,然而撞擊並非是導致其死亡的主因。

NASA 指出,被寬度大於 1 公裏(0.6 英裏)的任意太空岩石撞擊,都會引發一場全球性的災難。地震、海嘯、火山噴發、以及四處撒播的火風暴。

即便在這些事件平息之後,其影響力仍將延綿數千年。由美國國家大氣研究中心(NCAR)牽頭的一項新研究,便模擬了全球野火煙塵會對氣候產生什麼樣的影響。首席研究員 Charles Bardeen 指出:

陸地大型動物的滅絕,屬於衝擊引發的直接結果。但海中、地下、或暫時能下水的物種,都有希望存活下來。然而我們的研究,著重於初效(地震、海嘯、酷熱)之後的發展。

我們希望知曉期間產生的大量煙塵,給地球生物帶來的長期影響。以及對那些被遺棄的動物來說,意味著什麼樣的後果。

為開展這項模擬,NCAR 研究人員們決定從最近預估的煙塵水平上著手,從地質記錄中找到了大約 150 億噸的數據。然後,他們用更低或更高的數量運行了測試,以研究其對氣候有何影響。

結果發現,煙塵會聚集在上層大氣中,給地球覆蓋上一層厚厚的毯子,阻擋了大部分的陽光。研究人員稱,衝擊發生後,天空瞬間變得如同月下的夜晚。

隨著時間的推移,天空會慢慢地恢複正常。但要恢複到可以讓植物進行光合作用,則需要耗費整整 18 個月的時間。遺憾的是,即使沒被火燒掉,很多植物也沒能捱到"重見天日"的那一天

其中包括海洋與浮遊植物 —— 它們屬於食物鏈《紙牌屋》中最底層的有機生物。當它們被摧毀之後,剩餘的海洋生物也苟活不了多久,最終導致大型海洋爬行動物的滅絕,比如蛇頸龍(Plesiosaurs)和滄龍(mosasaurs)。

即便研究人員們以較少的 50 億噸煙塵進行模擬,也發現至少需要一整年的時間來恢複植物的光合作用 —— 對食物網的打擊依然極具破壞性、溫度也同樣會大幅下降。

模型指出,在這種情況下,陸地氣溫仍可能低至 28℃(50℉)、海洋溫度亦或低至 11℃(20℉)。

讓人感到驚奇的是,模擬表明,一旦開始,煙塵就會很快被清理掉。在滿是煙塵的情況下,盡管平流層很溫暖,但空氣在抵達地表時就早已被冷卻。

然後,凝結成冰的水蒸氣會把更多煙灰清洗回地麵,幾個月內就能將之清掃一空。不過,即便團隊知曉了這等大規模小行星衝擊的長期影響,他們還是保守地表示該模擬並不完美。

首先,模擬基於今時的地球狀況,大氣與地理狀況與白堊紀已截然不同。此外,該模型並非針對一個碩大的曲麵球形小行星的衝擊而設計。Bardeen 表示:

小行星撞擊的擾動非常大 —— 不是你在模擬未來氣候景象的時候通常所能見到的,因此該模型並不是為了解決這個問題。

過程中,我們不得不對其進行調整,以便它能夠處理一些事件的影響 —— 比如平流層的溫度變暖到 200℃(392℉)以上。

有關這項研究的詳情,已經發表在近日出版的《美國國家科學院院刊》(journal Proceedings of the National Academy of Sciences)上。

[編譯自:New Atlas , via:PNAS(PDF)]

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