解開三疊紀滅絕的謎團

■紀舟

解開三疊紀滅絕的謎團

■紀舟

在 2億余年前的三疊紀末期，大量物種滅絕，造成恐龍主宰地球的時代。這個巨變的原因至今未明，研究者仍在努力拼湊出歷史的全貌。

保羅·歐爾森與丹尼斯·肯特來到英國韋爾斯南部一處荒蕪的海岸。兩人在一旁的泥地停車，雨滴開始落下，遠處有雷聲低鳴。兩位地球科學(xué)家一面嘀咕著抱怨英國的天氣，一面扛起帆布背包，走下濕滑的小路，準備迎接另一個濕冷的午后。他們還要繼續(xù)尋找關(guān)于2億年前的蛛絲馬跡，探究當時為何有多數(shù)地球生物滅絕，讓恐龍接管世界。

人類已清楚知道恐龍當初如何滅絕，墨西哥尤卡坦半島希克蘇魯伯附近的一處行星撞擊遺跡里，便記錄了6500萬年前的巨大事件，那個事件導(dǎo)致了恐龍時代的落幕，哺乳類時代的崛起。

歐爾森與肯特均任職于美國哥倫比亞大學(xué)的拉蒙·朵荷第地球?qū)嶒炇?。他們一直有這樣一種推測：?？颂K魯伯的歷史可能一再重演，假設(shè)在1.35億年前，可能有另一顆小行星撞擊地球，導(dǎo)致三疊紀后期多數(shù)動植物死亡，才讓恐龍在之后的侏羅紀時期（距今2億年前～1.45億年前）內(nèi)不斷蔓延，發(fā)展出巨大的身軀，主宰著整個地球，直至下一次巨大撞擊災(zāi)害發(fā)生。

三疊紀末期必然曾有大事發(fā)生，因為在短短幾千年的時間內(nèi)，半數(shù)已知的生物都在化石記錄中消失，20%的海洋生物突然不見蹤影，包括所有形貌如鰻的錐齒類動物。陸棲生物的絕跡情況更嚴重。那不僅是地球史上少見的大規(guī)模的滅絕事件，由于時代久遠，人類所知也最為有限。歐爾森指出，“人類只知道在三疊紀與侏羅紀之間確曾發(fā)生過大規(guī)模滅絕事件，無論起因為何，速度必然很快，造成大多數(shù)生物來不及適應(yīng)與演化，從而響應(yīng)變化”。

現(xiàn)在，多數(shù)科學(xué)家認為這次的滅絕事件起因于盤古大陸開始裂解，引發(fā)大量火山活動，并且連續(xù)爆發(fā)創(chuàng)造出巨大的“中大西洋巖漿省”。加拿大地質(zhì)學(xué)家格雷戈里·麥洪長期獨立研究此事，企圖建立具有公信力的模型，說明火山噴發(fā)確實導(dǎo)致三疊紀末期的物種滅絕事件。他表示，“當時火山活動的規(guī)模是人類歷史記錄的數(shù)千倍”。

1783年，冰島拉奇火山爆發(fā)形成洪流玄武巖，火山噴出大量硫黃霾霧讓地球溫度下降，大片谷物死亡，人類饑荒嚴重。據(jù)麥洪估計，這一災(zāi)難造成600萬人喪生。這次事件讓科學(xué)家有機會試想三疊紀末期的情況多么惡劣：拉奇火山當年僅噴發(fā)出15立方千米的玄武巖，而中大西洋巖漿省的噴發(fā)量高達200萬立方千米以上，大量的硫黃霾霧、二氧化碳及甲烷令氣溫劇烈起伏，海水酸度因而提高，甚至缺氧；伴隨著的閃電引燃龐大火勢，許多生物無法承受接連而來的變化。

雖然歐爾森與肯特也認為這項理論的可能性很高，但這一理論仍然未能回答諸多問題，包括為何滅絕現(xiàn)象如此突然、蕨類增生又該做何解釋等。

肯特表示，在天災(zāi)之后，蕨類通常最先出現(xiàn)，“至少在美國境內(nèi)，若分析化石記錄，約莫在物種大量滅絕之時、洪流玄武巖噴發(fā)之前，蕨類數(shù)量就突然大增”。至于在世界其他地區(qū)的資料中，滅絕現(xiàn)象與最早期玄武巖層重合，年代相隔僅在誤差范圍內(nèi)。

肯特指出，“若要解開這個謎團，唯一的方式只有制作盡可能精細的時間表，收羅全球各地事件的順序”。歐爾森與肯特為此踏遍全球，包括美國、加拿大、中國、德國、意大利、奧地利、摩洛哥，接著抵達英國韋爾斯。

20余年來，歐爾森都在思索三疊紀末期生物滅絕的原因，但小行星撞擊理論的一大缺點在于，直到近期為止，從沒有人發(fā)現(xiàn)在那段時間里有小行星撞擊的證據(jù)。2010年，法國與德國合組的研究團隊曾前往法國西部的羅舍舒亞地區(qū)，重新判定當?shù)匦行亲矒暨z址的年份（過去認為撞擊發(fā)生在距今2.14億年前，但修正后為1.99億年～2.03億年前，與估計2.014億年前的三疊紀物種滅絕時期有重合）。

這一研究團隊還指出，寬達2000米的小行星撞擊地球，秒速超過25千米，造成巨大震波，或許能解釋英國西部三疊紀末期的石灰?guī)r及頁巖上為何出現(xiàn)不明波紋。這些沉積物的年份也與物種大規(guī)模滅絕的時間相仿，歐爾森表示，“耳聞此事后，我就認為該到現(xiàn)場仔細觀察”。

歐爾森也在韋爾斯一步步重建三疊紀世界的樣貌，例如猴尾蜥的頭部像鳥、手臂很長、尾巴有握力，或是貌似鱷魚的生物爬行時如狗，又或是熱帶淺海里滿是鯊魚，后來全都突然消失。

歐爾森與肯特對這段歷史的興趣源于1968年，當時他們年僅14歲，居住于美國新澤西州。只要聽說附近采石場發(fā)現(xiàn)恐龍足跡，他們便騎著單車前往，搜集四處散落著化石。進入中學(xué)二年級時，他們已經(jīng)收集到數(shù)千件爬蟲類化石與足跡，橫跨三疊紀晚期至侏羅紀早期。

歐爾森與肯特如今前往英國的韋爾斯，也同樣不脫當年的學(xué)生氣息，兩人會在十字路口爭論方向，到超市買塑料袋裝石塊樣本，使用自行改造、裝電池的鉆頭采取重要地層的樣本，甚至因為回到民宿時滿腳泥濘而遭到女主人怒斥。

兩位科學(xué)家在韋爾斯不畏雷雨，直接著手工作。歐爾森走到懸崖底部，指著及腰的石灰?guī)r層表示，“這里就是生物滅絕的界線”。那里只不過是另一條石灰?guī)r層，不時有紫色小花點綴，尋常民眾根本看不出端倪，但若仔細檢視，就會看到填滿沙子的裂痕以及各種形狀不規(guī)則的沉淀物，可能是海嘯或大地震所致。

歐爾森指出，英國各地的三疊紀晚期地層都有共同的傾斜角度，源頭仿佛來自法國的羅舍舒亞。

羅舍舒亞隕石坑形成那天，附近區(qū)域必然深受震撼，研究人員估計，當時的震級最高達11.5，釋放出的能量是人類歷史上最大地震的百倍。

倫敦帝國學(xué)院的地球科學(xué)家科林斯估計，當時地震是很劇烈，但規(guī)?？赡軟]那么大，只相當于1兆噸TNT炸藥的爆炸當量。那么，在當時的韋爾斯地區(qū)會發(fā)生什么情況呢？縱然羅舍舒亞與韋爾斯相距600千米以上，當?shù)匾矔庥鋈顼Z風(fēng)等級的強風(fēng)及大量落石。

那些落石或許帶有當時的化學(xué)特征，并且留存在沉積層內(nèi).英國牛津大學(xué)的赫塞波與肯·阿默爾此次也前往韋爾斯，與歐爾森及肯特一起采集樣本，并用大型光譜儀進行分析，測量鉻同位素以及尋找隕石特有的化學(xué)元素。歐爾森會把樣本送至另一所實驗室，搜尋其他能證明隕石撞擊的證據(jù)。

若能在韋爾斯及其他地區(qū)的三疊紀末期巖層內(nèi)找到來自外層空間的化學(xué)元素，便可以首次確切證實隕石撞擊與物種滅絕的關(guān)聯(lián)。但二者的時間縱然有巧合，也無法證明隕石撞擊即為物種滅絕的起因，歐爾森表示，“也許兩件事同時出現(xiàn)，彼此卻沒有因果關(guān)系”。

況且單憑羅舍舒亞隕石坑當初的撞擊力道，恐怕也不足以造成全球生物大量滅絕。這個寬度25千米的隕石坑，原本也許有四五十千米，但相較于墨西哥?？颂K魯伯那處寬180千米的隕石坑，只是小巫見大巫?？屏炙怪赋觯皳?jù)我們估計，羅舍舒亞隕石撞擊事件對全球環(huán)境影響的程度其實很小”。

歐爾森表示，目前要確切判斷羅舍舒亞隕石撞擊事件對地球的影響層面，尚且言之過早，還需要自世界各地收集更多三疊紀末期遺址的資料。光是2011年，他已跨海三次，前往英國及摩洛哥收集樣本，不只尋找沉積層里的星際撞擊痕跡，還要搜尋其他跡象，例如其他化學(xué)元素，希望能夠串聯(lián)出物種滅絕與中大西洋巖漿省之間的關(guān)系。歐爾森指出，這些資料都將幫助研究團隊辨別世界各地事件的相對時序，重建歷史經(jīng)過與生物反應(yīng)的全貌。

他認為在歷史洪流之中，羅舍舒亞或許只是“其中一個碎片”，或許當時前后還有多顆隕石撞擊，但羅舍舒亞是連續(xù)火山爆發(fā)后，壓垮生物圈的最后一根稻草；但也可能先發(fā)生隕石撞擊事件，重挫生態(tài)系統(tǒng)后，繼而發(fā)生火山爆發(fā)，生物銳減。

在韋爾斯的濕冷天氣中完成一天工作后，歐爾森表示，要找到答案仍需時間，“一切沒有快捷方式，但我相信人類終能拼湊出圖像，了解遠古時期發(fā)生的事件與原因”。

（張小寧插圖）