陨石撞击和恐龙的灭绝
越来越多的证据表明陨石撞击对地球造成的影响特别严重,尤其是生物进化领域。这种影响对地球上的生物来说,仍然是一种自然威胁。在二十世纪,被人们所知悉的就有两次大型陨石撞地球的事件发生。
当撞击力度特别大时,陨石和地球的相撞将扰乱整个地球的环境,并引发一场生态灾难。记载最完整的这种灾难曾发生在 6500 万年前,在地质历史阶段的白垩纪末期。地球历史上的那次重大灾难造成了大量生物死亡,当时多达一半的物种灭绝。根据地质史料记载,地球上有十几次甚至更多大型的物种灭绝,古生物学家一直对白垩纪大灭绝非常感兴趣,因为它标志着恐龙时代的结束。数千万年以来,那些庞大的生物繁盛活跃着;然后突然间,它们消失了。
白垩纪末期,撞击地球主体是一块巨大陨石,它的质量超过万亿吨,直径至少在 10 公里。1980 年科学家通过研究撞击后形成的、覆盖地球表面的尘雾沉积层,首次确认了这次撞击。该沉积层富含稀有金属铱和其他在陨石中含量较丰富但在地壳中却很稀有的元素。即便这些物质从陨石坑被挖掘出来后受到地球物质的稀释,其中的成分仍然很容易被鉴定出来。1990 年,地质学家已经将那次撞击的地点定位于墨西哥的尤卡地区。现在被深埋于沉积物中的陨石坑,最初的直径为200 公里左右。
这次撞击释放出了巨大的能量,凿出了一个特别大的陨石坑,约为月球第谷山口面积的两倍大。那场爆炸将大量尘埃扬起至大气层中,尘埃降至地面后逐渐形成沉积岩,通过测量沉积岩的厚度,我们可以判断当时的大气中的尘埃约有100 万亿吨。如此大量的物质存在于大气层中,将会完全阻隔阳光的照射,于是地球一瞬间进入了一个持续数月之久的寒冷黑暗时期。据估计,爆炸过程还产生了大量的硝酸和被溶解的岩浆并喷出地球外,造成了大面积火灾,大部分的森林和草原被燃尽。这些环境灾难很可能就是包括恐龙在内的大规模物种灭绝的原因。
根据地质学记载,一些其他大批生物的灭绝也被试验性地认为与类似的撞击有关,但都没有白垩纪的那次触目惊心。不过即便是没有具体史料依据,这种规模的撞击显然发生过,并且带来了灾难性的后果。然而对于一个生物种群而言算是大灾难,却有可能给另一个种群创造了机会。每一次大灭绝过后,都会有新的物种爆炸式地进化去填补由灭绝造成的物种空缺。
陨石撞击描绘了一个能够制造全球性的灾难的途径,这种灾难会对整个星球的生命体的进化带来重大影响。据估计,已经灭绝的所有物中,绝大部分都是由于这些撞击造成的。这种观点从根本上改变了我们对于生物进化的看法。一个物种生存的标准准则就是它成功地与其他物种对抗,并适应缓慢变化的环境。然而还有一个同等重要的准则就是,它们可以从随机的、由天体撞击造成的全球生态灾难中幸存。
几十年前,地球是宇宙射击场的一个靶子,容易受到未知的随机暴力事件的攻击。1991 年美国国会要求美国国家航空航天局调查大型撞击对地球造成的危害。指挥这项研究的团队通过详细的分析得出这样一个结论:陨石撞击确实是危险的。尽管大型撞击发生的风险依然存在,但是谨慎的研究这门也认为这种风险的出现几率非常小。