恐龍滅絕之后

趙熙熙

一顆直徑10千米的小行星在約6600萬(wàn)年前的白堊紀(jì)晚期撞擊了今天墨西哥尤卡坦半島北部區(qū)域，導(dǎo)致包括恐龍?jiān)趦?nèi)的約75%的地球生物滅絕。然而，對(duì)隕石坑沉積物的最新分析顯示，在短短幾年內(nèi)，生命便又回到了被水淹沒(méi)的隕石坑中，且在撞擊后3萬(wàn)年內(nèi)恢復(fù)了繁榮的生態(tài)系統(tǒng)。微小海洋生物的繁衍得益于營(yíng)養(yǎng)豐富的水體循環(huán)。研究人員認(rèn)為，這種生命的回歸可以為了解海洋生態(tài)系統(tǒng)在氣候改變引起的劇烈變化后如何恢復(fù)提供新的認(rèn)識(shí)。

并未參與該項(xiàng)研究的英國(guó)倫敦帝國(guó)理工學(xué)院行星科學(xué)家Gareth Collins說(shuō)，這些新發(fā)現(xiàn)揭示了“生命的彈性有多強(qiáng)”，“如此快速的復(fù)蘇……是非凡的”。

一些科學(xué)家曾假設(shè)，生命可能會(huì)慢慢回到撞擊坑中，這可能受到汞和鉛等有毒金屬的影響。此前有研究認(rèn)為，在撞擊地點(diǎn)附近的“初級(jí)生產(chǎn)”，即生物的有機(jī)物生產(chǎn)，要恢復(fù)到撞擊前的水平可能需要30萬(wàn)年。而其他的撞擊坑則講述了一個(gè)類似于這個(gè)想法的故事：例如，大約3500萬(wàn)年前，在一顆彗星或小行星撞擊了今天的美國(guó)弗吉尼亞之后，長(zhǎng)達(dá)85公里的切薩皮克灣隕石坑在數(shù)千年的時(shí)間里“寸草不生”。

為了了解地球如何對(duì)巨大的撞擊做出響應(yīng)，2016年，一組科學(xué)家對(duì)希克蘇魯伯隕石坑進(jìn)行了鉆探，這是唯一與全球滅絕事件相關(guān)的撞擊結(jié)構(gòu)。研究小組提取了數(shù)百個(gè)手臂長(zhǎng)短的沉積物巖心。其中一個(gè)從現(xiàn)代海床下大約600米的地方采集的巖心包含了76厘米的深褐色石灰?guī)r。盡管外表并不怎么好看，但它也許是整個(gè)鉆探項(xiàng)目中最珍貴的沉積物，至少對(duì)Chris Lowery來(lái)說(shuō)是這樣。

Lowery是美國(guó)奧斯汀市得克薩斯大學(xué)地球物理研究所的一位古海洋學(xué)家。他和同事分析了構(gòu)成石灰?guī)r的細(xì)粒沉淀物。研究人員依靠描述微小顆粒在液體中沉淀時(shí)間的方程式，計(jì)算出這些顆粒在撞擊后的短短幾年內(nèi)便迅速沉積在海底。

當(dāng)Lowery和同事觀察石灰?guī)r的巖層時(shí)，他們發(fā)現(xiàn)了大量的化石和洞穴，這里有小蠕蟲(chóng)、有被稱為有孔蟲(chóng)的貝殼類生物，以及浮游生物的證據(jù)。也就是說(shuō)，生命回歸了。研究表明，在撞擊后3萬(wàn)年內(nèi)，這里便恢復(fù)了以浮游植物為基礎(chǔ)的多樣化生態(tài)系統(tǒng)。

研究人員說(shuō)，這一研究成果為研究生物滅絕后的海洋生態(tài)系統(tǒng)復(fù)活提供了重要線索。

但是，生命是如何如此迅速地征服?？颂K魯伯隕石坑的呢？Lowery認(rèn)為，這與撞擊的嚴(yán)重程度或隕石坑的大小沒(méi)有任何關(guān)系，相反，決定性的因素可能是隕石坑的形狀。

該研究小組在5月30日出版的《自然》雜志上報(bào)道說(shuō)，希克蘇魯伯隕石坑的東北翼向墨西哥灣開(kāi)放，這使得深層的、營(yíng)養(yǎng)豐富的水可以在隕石坑中循環(huán)。與此相反，切薩皮克灣隕石坑是封閉的，這意味著分解有機(jī)物所消耗的氧無(wú)法得到補(bǔ)充，從而造成有氧生命很快消亡。“這基本上就是一個(gè)死亡區(qū)域?！盠owery說(shuō)。

Lowery和同事認(rèn)為，研究?？颂K魯伯撞擊對(duì)今天的海洋生物來(lái)說(shuō)是有意義的，后者正受到氧氣耗竭、海洋酸化和氣溫上升的威脅。

“這可能是唯一比現(xiàn)代氣候變化和污染更快的事件。”Lowery說(shuō)，“在我們最終減少二氧化碳排放和污染之后，這可能是生物多樣性恢復(fù)的一個(gè)重要類比?！?/p>

與此同時(shí)，在另一項(xiàng)最新研究中，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，這次撞擊的煙塵雖然曾使地球短暫變冷，但撞擊使大量二氧化碳進(jìn)入大氣，使地球氣候在短暫變冷之后又經(jīng)歷了約10萬(wàn)年的變暖。

美國(guó)密蘇里大學(xué)研究人員與突尼斯同行在新一期美國(guó)《科學(xué)》雜志上發(fā)表的報(bào)告說(shuō)，他們通過(guò)分析魚(yú)類殘骸化石中的氧同位素含量，推斷出隕石撞擊后海洋水溫上升了約5攝氏度，持續(xù)了約10萬(wàn)年才回落。

此前已有研究證實(shí)這次隕石撞擊后氣候曾短暫變冷，但變暖過(guò)程缺乏數(shù)據(jù)支持。新研究為相關(guān)理論提供了證據(jù)，有助于深入理解這次撞擊對(duì)地球氣候和生態(tài)系統(tǒng)的影響。

（選自2018年第4期《自然雜志》，本刊有刪改）

鑒賞空間

不同領(lǐng)域的科學(xué)發(fā)現(xiàn)可以互相啟發(fā)，從而獲得新的證據(jù)或者得出新的結(jié)論?！犊铸垷o(wú)處不在》，根據(jù)恐龍化石遍布地球的現(xiàn)象來(lái)談大陸板塊的移動(dòng);《被壓扁的沙子》，從探尋恐龍滅絕的原因出發(fā)，推斷出地球可能曾受到過(guò)撞擊;而本文則是通過(guò)研究生命在短暫的時(shí)間內(nèi)回歸隕石坑，來(lái)分析影響地球氣候和生態(tài)系統(tǒng)的因素。

通過(guò)對(duì)這幾篇科普文章的比較閱讀，我們知道：寫(xiě)作文章可以根據(jù)需要，從不同角度下筆。

讀有所思

1. 作者寫(xiě)“切薩皮克灣隕石坑 ”的目的是什么？

2. 請(qǐng)分析“在撞擊后3萬(wàn)年內(nèi)，這里便恢復(fù)了以浮游植物為基礎(chǔ)的多樣化生態(tài)系統(tǒng)”的原因。