天文科普:小行星碰撞地球?qū)е驴铸垳缃^卻帶來(lái)一片生機(jī)
來(lái)源:新浪科技
發(fā)布時(shí)間:2020-06-05
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  新浪科技訊 北京時(shí)間3月5日消息,據(jù)國(guó)外媒體報(bào)道,6600萬(wàn)年前,一顆巨大的小行星撞擊地球,在尤卡坦半島留下一個(gè)110多英里寬的隕坑,死亡氣息籠罩著地球。這次撞擊事件向空中釋放超過(guò)12000立方英里的物質(zhì),導(dǎo)致持續(xù)幾十年的冬季和海洋酸化。經(jīng)過(guò)這一悲慘事件,包括恐龍?jiān)趦?nèi)的全球四分之三物種滅絕消失。

  然而,這場(chǎng)災(zāi)難并不完全是一件壞事,一項(xiàng)由36位科學(xué)家參與的國(guó)際合作研究表明,白堊紀(jì)末期物種大滅絕可能使海洋減輕與小行星碰撞地球同時(shí)發(fā)生大規(guī)?;鹕絿姲l(fā)產(chǎn)生的沖擊。小行星碰撞地球促使海洋吸收遠(yuǎn)古印度(德干高原)火山高原釋放的大量溫室氣體,抑制全球氣候轉(zhuǎn)暖,否則早期哺乳動(dòng)物和許多其他物種幸存會(huì)有許多麻煩和不良影響。

  研究表明,當(dāng)小行星撞擊地球時(shí),一場(chǎng)史詩(shī)般的火山噴發(fā)已持續(xù)了40萬(wàn)年,部分科學(xué)家認(rèn)為,火山氣體可能是造成物種大規(guī)模滅絕的部分原因。但是依據(jù)近期發(fā)表在《科學(xué)》雜志上對(duì)全球氣溫的最新評(píng)估,大規(guī)?;鹕絿姲l(fā)似乎不太可能導(dǎo)致恐龍滅絕。

  小行星似乎是單獨(dú)行動(dòng)的,它對(duì)海洋浮游生物的巨大影響可能緩和了隨后的全球氣候變暖,因?yàn)榛鹕絿姲l(fā)又持續(xù)了30萬(wàn)年時(shí)間。

  浮游棕櫚樹(shù)

  研究報(bào)告合著作者、美國(guó)耶魯大學(xué)古代海洋學(xué)家品塞利·赫爾(Pincelli Hull)稱,在海底泥濘沉積物中取樣,當(dāng)小行星碰撞地球,從天而降大量微小的玻璃珠,導(dǎo)致帶有鈣質(zhì)外殼的浮游生物快速滅絕。

  赫爾說(shuō):“這些浮游生物遭受小行星碰撞的嚴(yán)重打擊,我們認(rèn)為此次碰撞釋放大量的硫和一氧化二氮,可能使海洋酸化溶解了浮游生物外殼,這就好比人們將一塊鈣質(zhì)浮游生物殘余物組成的粉筆扔入醋中,然而,海洋并沒(méi)有那么酸,所以浮游生物外殼溶解速度會(huì)慢很多,也不會(huì)產(chǎn)生氣泡。

  相同的沉積物揭示了全球氣溫是如何隨著時(shí)間而變化,赫爾解釋稱,這種變化應(yīng)該反映出德干火山釋放氣體產(chǎn)生的任何重大影響,其中包括二氧化碳。

  赫爾說(shuō):“我們?cè)谏詈0l(fā)現(xiàn)的泥漿樣本的粘稠度堪比牙膏,它不是由巖石構(gòu)成,不像我們?cè)陉懙厣鲜煜さ哪酀{,而是由石灰質(zhì)浮游生物的微觀化石構(gòu)成,這些浮游生物死后會(huì)降落到海底沉積下來(lái)。僅識(shí)別海洋沉積物不同層次中的浮游生物,就可以對(duì)當(dāng)時(shí)的海洋氣候進(jìn)行對(duì)比分析,有些物種相當(dāng)于在北極海洋發(fā)現(xiàn)棕櫚樹(shù)。但是這些浮游棕櫚樹(shù)的外殼化學(xué)成分包含著更多信息。”

  海洋溫度變化會(huì)影響浮游生物體內(nèi)碳氧同位素,通過(guò)結(jié)合從世界各地收集的深海泥漿數(shù)據(jù),研究人員可以重建全球溫度在幾十萬(wàn)年里是如何變化的。

  氣候劇變之前

  研究人員使用方程式設(shè)計(jì)了一種最新計(jì)算機(jī)模型,能夠捕捉地球不同時(shí)期(包括現(xiàn)在)的溫度變化和碳循環(huán)之間的關(guān)系。

  2019年2月,《科學(xué)》雜志發(fā)表的兩項(xiàng)研究報(bào)告使持續(xù)40年的科學(xué)爭(zhēng)議再次點(diǎn)燃,其中最可靠的假設(shè)是:德干高原的溫室氣體要么是在白堊紀(jì)末期物種大滅絕之前的20-30萬(wàn)年前釋放出來(lái),要么是在白堊紀(jì)末期物種大滅絕前后釋放出來(lái)。美國(guó)佛羅里達(dá)大學(xué)地質(zhì)年代學(xué)家考特尼·斯普雷(Courtney Sprain)在研究論文中首次暗示后一種假設(shè)更有科學(xué)依據(jù)。

  斯普雷說(shuō):“看到之前的假設(shè)理論與我們的最新研究相符,我當(dāng)然非常興奮,2019年兩項(xiàng)研究都考慮到當(dāng)小行星碰撞地球之后大量氣體噴發(fā)出來(lái)。”

  但兩個(gè)研究報(bào)告的主要區(qū)別是地質(zhì)年代學(xué)家布萊爾·舍尼(Blair Schoene)提出的,在物種大滅絕事件之前的10萬(wàn)年時(shí)間里,火山活動(dòng)頻率噴發(fā),該噴發(fā)頻率可能破壞了環(huán)境,并與小行星碰撞地球一起對(duì)地球物種構(gòu)成全球性毀滅。

  但是最新計(jì)算機(jī)模擬并不支持這個(gè)假設(shè),該模型結(jié)果顯示,在小行星碰撞地球之前,全球氣溫已經(jīng)開(kāi)始降溫。

  科學(xué)家對(duì)物種大滅絕前后釋放多少氣體仍有置疑,在物種大滅絕之前大約20萬(wàn)年,他們觀察距離小行星碰撞地球最近的一個(gè)溫暖時(shí)期,發(fā)現(xiàn)地球氣溫升溫峰值曾達(dá)到2攝氏度,另一個(gè)不太明顯的氣候轉(zhuǎn)暖現(xiàn)象發(fā)生在小行星碰撞地球之后20萬(wàn)年。

  耶魯大學(xué)地球化學(xué)家、該氣候模型共同創(chuàng)始人唐納德·彭曼(Donald Penman)稱,氣候轉(zhuǎn)暖趨勢(shì)減弱并不一定意味著德干高原火山釋放氣體減少,也許有一個(gè)更加有趣的解釋。

  彭曼說(shuō):“在大多數(shù)鈣質(zhì)浮游生物滅絕之后,該模型表明,它們本來(lái)會(huì)在外殼中積累的化合物可使海洋吸收更多的火山二氧化碳?xì)怏w,降低全球轉(zhuǎn)暖趨勢(shì)影響?!?/p>

  英國(guó)布里斯托爾大學(xué)古微生物學(xué)家希瑟·伯奇(Heather Birch)認(rèn)為,在小行星碰撞地球之后,浮游生物的成分出現(xiàn)差異,這可能影響碳吸收。僅有一小部分浮游生物會(huì)變成化石,所以我們需要更多的研究來(lái)分析大量二氧化碳是如何被吸收的。

  但是考慮到當(dāng)前海洋再次出現(xiàn)酸化,這一次是由于人類造成的二氧化碳增加,另一場(chǎng)大規(guī)模鈣質(zhì)浮游生物滅絕能讓我們免遭最糟糕的氣候變化嗎?

  赫爾表示,白堊紀(jì)末期浮游生物滅絕之后,溫度上升了數(shù)千年,海洋才開(kāi)始吸收更多的二氧化碳,但與人類社會(huì)相關(guān)的時(shí)間尺度上,這意味著未來(lái)人類將面臨著數(shù)千年時(shí)間的氣候劇變。(葉傾城)


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