小行星撞击那一刻，白垩纪结束了，古近纪开始了

2019-04-01 17:44:20来源：茶马星球视野

如果在六千六百万年前的某个晚上，你站在北美的某个地方仰望天空，你将很快就能看到一颗很像恒星的东西。但是如果持续观察一两个小时，你会发现这颗恒星几乎没有移动，但是它的亮度似乎会增加。这是因为它不是一颗恒星，而是一颗小行星，它正以每小时7.2万公里的速度直接冲向地球。60小时后小行星撞击地球的悲剧发生了。小行星的巨大冲击力导致空气被强烈压缩和迅速加热，它通过大气层时会炸出一个大洞，进而产生强烈的超音速冲击波。这颗小行星撞击了今天尤卡坦半岛浅海所在的地方。在那一刻，白垩纪结束了，古近纪开始了。

几年前，洛斯阿拉莫斯国家实验室的科学家们使用当时世界上最强大的计算机之一，也就是用于等离子物理实验的Q机，来模拟这次撞击的影响。结果是一个慢镜头，逐秒的假彩色视频事件。这颗至少有10公里跨度的小行星炸出了一个大约29公里深的陨石坑，并将25万亿公吨的碎片抛入大气层。

想象一下，一颗小石子溅到池塘里的情景，但是这次是发生在一颗行星的尺度上。当地壳喷涌而出时，一座比珠穆朗玛峰还高的山峰出现了，这次地壳喷发事件释放的能量是广岛原子弹的十亿多倍，但看起来一点也不像核爆炸，因为它没有核爆的标志性蘑菇云。相反最初的喷发形成了一个“公鸡尾巴”，这是一个巨大的熔融物质射流，然后它们从大气层中落下，其中一些从北美上空从天而降。这些物质相当可怕，它们中的大部分的温度是太阳表面温度的几倍，因此点燃了1000公里内的一切可燃物。另外被液化的、过热的岩石还会形成倒立的锥状突起，它们向外扩散，形成无数被称为熔融石(tektites)的炽热玻璃团，覆盖了整个西半球。

一些喷出物摆脱了地球的引力，进入了环绕太阳的不规则轨道。在数百万年的时间里，它们中的一部分开始了去往往太阳系其他行星和卫星的慢慢旅程。火星上最终布满了碎片，就像在地球上发现了被远古小行星撞击到高空的火星碎片一样。2013年发表在《天体生物学》杂志上的一项研究估计，数十吨的撞击碎片可能落在了围绕土星运行的卫星泰坦、欧罗巴和木卫四上。数学模型表明，这些漂浮的碎片中至少有一部分仍然含有活的微生物。小行星撞击地球可能在整个太阳系播下了生命的种子，不过地球上的生命却遭遇了毁灭性的打击。

小行星撞击地球后也几乎消失不见了，它分解的物质与气化的地球岩石混合在一起，形成了一股炽热的羽流。在坍缩成白炽的尘埃柱之前，它们最远能够到达二分之一的地月距离。计算机模型显示，在“归零地”9000公里范围内的大气，由于碎片风暴而变得超级炽热，它们引发了巨大的森林火灾。当地球旋转时，空气中的物质聚集在地球的一边，在那里它们坠落并点燃了整个印度次大陆。对最终覆盖地球的火山灰和煤烟层的测量表明，大火吞噬了全球约70%的森林。与此同时撞击引发的巨大海啸席卷了墨西哥湾，撕裂了海岸线，数百米的岩石层被剥离，碎片被推到内陆，然后再被吸回深海，这就是今天石油工人在深海钻探过程中有时会遇到杂乱沉积物的原因。

破坏才刚刚开始。科学家们仍然对许多细节存在争论，这些细节来自于计算机模型研究，来自于对岩屑层的实地考察，来自于对物种灭绝的速度、化石和微化石以及许多其他线索的研究。但整体来看，当时地球面临的形势始终是令生命窒息的绝望。撞击产生的灰尘和油烟以及大火导致阳光无法照射到地球表面长达数月之久。光合作用几乎停止了，导致大气中的氧气含量骤降，因此杀死了大部分植物，消灭了海洋中的浮游植物。大火熄灭后，地球陷入了一个寒冷的时期，甚至可能是深度冻结。地球上的两大食物链，海洋和陆地，都崩溃了。大约75%的物种灭绝了，地球上超过99.9999%的有机生物体死亡，碳循环也停止了。

地球本身变得有毒。当小行星撞击地球时，石灰岩层汽化，向大气中释放出万亿吨二氧化碳、一百亿吨甲烷和十亿吨一氧化碳，它们都是强大的温室气体。撞击还汽化了硬石膏岩石，将10万亿吨硫化物喷射到高空。硫与水结合形成硫酸，然后以酸雨的形式落下，这种毒物的威力可能导致任何幸存植物的叶子脱落和土壤流失养分。

今天古生物学家在美国北达科他州发现了一个化石遗址，其中包含着6600万年前陨石撞击后1小时内被吞噬生命的动物和植物。这是有史以来最丰富的KT边界遗址，化石遗址中的丰富信息显示出生活在白垩纪末的昆虫，鱼类，哺乳动物，恐龙和植物，它们和撞击产生散落的熔融石和岩石夹杂在一起。

小行星撞击所沉积的碎片、灰尘和烟灰层以笔记本厚度的黑色条纹保存在地球沉积物中。这被称为KT边界，因为它标志着白垩纪和第三纪的分界线。第三纪被重新定义为古近纪，但“KT”一词仍然存在，KT层上下充满了神秘。在白垩纪晚期，大范围的火山向大气中喷出大量的气体和尘埃，空气中二氧化碳的含量远远高于我们现在呼吸的空气。当时的地球上是热带气候，地球上可能完全没有冰。然而科学家对当时存在的动植物知之甚少，因此他们一直在寻找尽可能靠近KT边界的化石沉积物。

古生物学的核心谜团之一是所谓的“三米问题”。经过一个半世纪的不懈搜寻，在KT边界以下3米深的地层中几乎没有发现恐龙化石，KT边界代表着数千年的历史。因此许多古生物学家认为恐龙早在小行星撞击地球之前就已经走向灭绝，这可能是由于火山爆发和气候变化。其他科学家则反驳说，三米问题仅仅反映了找到化石有多难。他们坚持认为，科学家迟早会发现离毁灭时刻更近的恐龙。

被锁定在KT边界的物质遗迹是生物学家想要解答关于地球生命史上最重要事件之一的问题的关键。如果你像许多生物学家那样把地球看作一种活的有机体，你可以说它是被一颗子弹击中的，差点死掉。破译当时毁灭时所发生的事情不仅对解决三米问题至关重要，而且对解释我们作为一个物种的起源也至关重要。

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