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恐龙灭绝的原因为什么能争论100多年,它已经超越生物学范畴了

恐龙灭绝原因的争论至少持续了100年,特别是20世纪80年代以来,已经超出了生物学和古生物学的范畴,并延伸到天体物理学、天体化学、结构地质学、海洋科学、地球化学、地球物理,甚至系统科学、数学等领域,这对古生物学家来说真是史无前例。关于恐龙灭绝的假说不下100种,如磁极反转、气温骤降、氧气骤降、火山频繁发生、酸雨剧增、食物中毒、细菌侵袭、粪屁成灾,哺乳动物竞争、等海水急剧退却,臭氧大量减少,超新星,陨石撞击,宇宙射线急剧增加等等.

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由40多位专家组成的专家组曾发表了一篇文章,指出陨石对地球的撞击可能会彻底结束关于白垩纪末恐龙和其他生物灭绝原因的争论。这一石激起了千层浪。恐龙灭绝的原因真的解决了吗?大多数学者不同意这一点,因此辩论将继续下去。

生物大灭绝的规模有多大?

灭绝可分为个体灭绝和群体灭绝。个体灭绝也称为自然灭绝。一个有机体在地球上的出现意味着它具有存在的优势。

然而,随着历史的进步,优势种的出现,生态环境的变化,它逐渐与其他物种竞争,从历史长河中消失,这是一个纯粹的自然规律。集群灭绝往往与自然灾害有关,即在大型自然灾害中,许多没有优势的物种,甚至一些有优势的物种一起灭绝。

地球上至少发生过20次大规模灭绝,但最大的只有5次:

①奥陶纪末,4.4亿年前;

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②晚泥盆世中期,3.74亿年前;

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③二叠纪末,2.51亿年前;

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④三叠纪末,1.99亿年前;

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⑤ 在6500万年前的白垩纪末期。

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虽然上一次大灭绝的规模并不是最大的,但由于是最近才有很多大灭绝的证据,特别是涉及陆地霸王龙、海洋霸王龙蛇颈龙和空中霸王龙翼龙,因此引起了广泛的关注。

恐龙有两目七亚目。世界上发现了350个恐龙属。其中一些在白垩纪末以前就已经灭绝了,但它们都是在白垩纪末灭绝的。例如,海洋鱼龙在早白垩世就已经灭绝了。蛇颈龙只有两个亚目延伸到白垩纪晚期,但到白垩纪末,它们被彻底消灭。空中的翼龙有两个亚目,超过30属120种。其中一种在早白垩世就灭绝了,但大多数在白垩纪末期就灭绝了。

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不仅动物而且植物都被摧毁了。白垩纪陆生植物以裸子植物为主,主要植物为针叶树、苏铁、苏铁、银杏叶等;大灭绝时苏铁被彻底破坏,仅存少量苏铁和银杏植物,但仅存针叶树和柏树。整个裸子植物世界从未恢复,从霸权地位下降,取而代之的是被子植物。

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陨星撞地球的威力有多大?

陨石撞击理论是1970年提出的,但由于缺乏证据,一直没有引起人们的重视。1980年,美国诺贝尔奖获得者阿尔瓦雷斯等人在意大利等地白垩系顶部黏土层中发现高含量铱的基础上,提出了这一理论。由于地壳和沉积物中铱的含量很小,但天体中铱的含量很高,是地球上铱含量的1万倍,所以黏土层中的铱应该是天体陨石撞击地球时带来的。撞击造成大量尘埃被抛向天空,挡住了太阳,气温骤降,植物枯萎,最后恐龙难以生存,最终灭绝。这一理论曾引起轰动。起初,人们对它褒贬不一,但近年来,越来越多的人认可它。但多数学者认为陨石撞击确实是一个重要原因,但并非唯一原因。

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陨石、小行星和彗星确实不时与恒星发生碰撞。比如水星上有直径200公里以上的陨石坑78个;月球上至少有42个;地球上大部分被海洋覆盖,陆地被大量植被覆盖,由于地球上强烈的风化和侵蚀作用,撞击坑往往很难区分。不过,据统计,目前已发现200个大型撞击坑。根据地质学家的研究,至少有四种主要的破坏性影响可以在地质历史中确定,例如:

① 大约35亿年前,一个直径20-40公里的物体撞击地球。它巨大的能量使附近的岩石完全融化,并猛烈地四处飞溅,形成大量的“玻璃”小球,落在非洲和澳大利亚的巨大板块上。同时,大量铱金属元素也被丢弃。当时,只有非常原始的细菌和蓝藻适应环境,所以它们造成的生物危害还不清楚。

② 在2.5亿年前的二叠纪末,另一个直径10-14公里的天体与地球相撞。巨大的爆炸使岩石和有机物瞬间融化,四散飞溅,形成“玻璃球”和碳球,随后降落在亚洲广大地区。当时,地球正经历着最大的灭绝事件,80%以上的属和95%以上的海洋生物物种都灭绝了;陆地上的大多数舌兰和舌羊齿植物、动物中的许多两栖动物和低等爬行动物都灭绝了,地球一片荒凉。有学者认为灭绝与天体的巨大撞击有关,但也有人不同意这个观点。

③ 6500万年前白垩纪末期恐龙的灭绝。

④ 大约87万年前,一个直径10公里的物体与地球相撞。它在高空爆发成5个碎片,其中一个落在南极洲罗斯海附近,形成了一个长320公里、宽240公里、深500米的巨大陨石坑,南极陆地上还有3个坑,现在覆盖着冰雪。其中一个进入南极洲边缘的海洋,巨大的能量融化了南极洲表面1.6公里厚的冰层。结果,全球海平面上升了几米。因为当时地球正处于寒冷的冰河时期,而它坠落的地方是在荒凉的南极,所以危害并不大。

在这些撞击中,白垩纪末陨石的大撞击之所以越来越被人们所接受,

①是因为:在世界上3000多个地方发现了铱元素,包括海地、丹麦、意大利、西班牙、中国、新西兰、美国等地,在白垩纪末的地层中发现了其高异常。

丹麦晚白垩世地层中铱的含量是其他地层的160倍;

②丹麦和西班牙晚白垩世地层中也发现了太阳系非常罕见的铬同位素,与一些陨石中的铬同位素相同。

此外,世界各地的这一地层中也发现了锇、铂、铼、碳13、氧18等元素的高异常;

③在这一极薄的地层中,撞击形成的高温也使地层中的石英形成了玻璃微珠和撞击石英与有机物形成的碳微珠碳(碳制小球);

④美国nasa航天局通过卫星遥感技术在墨西哥湾尤卡坦半部发现,在地下1公里深处有一个直径60公里的圆形构造,其中包括白垩纪晚期的海相地层,在该岛周围有一个直径近180公里的圆形构造。

它们应该是陨石撞击地球时留下的撞击坑,这个地区有20个半径超过10公里的陨石坑。因而推测这些坑应为当时一个直径10千米大的陨星,以每秒40千米的速度撞击地球而成。有人认为这次撞击产生的巨大能量相当于1994年7月21颗苏梅克列维9号彗星撞击木星表面释放的总能量的1-5万倍;有人认为相当于广岛原子弹爆炸产生的50亿倍;也有人认为总的来说相当于10亿广岛原子弹的威力,这个巨大的能量足以将数千亿吨尘埃抛向天空,使地球变暗,植物的光合作用已经停止了6个月,持续了10年。

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冲击时的高温也能熔化岩层,并在周围形成许多玻璃球,或在坑周围形成二次冲击石英。更糟糕的是,撞击坑的岩层中含有大量硫化物矿物,有人说该地区海底也有大量甲烷,包括陨石中含有的有毒物质,这些物质毒害了当时极其恶劣的环境。另一份报告说,1994年,印度还发现了一个名为“SVA”(斯娃)的撞击坑,长600公里,宽450公里。据估计,撞击陨石的半径为40公里。在墨西哥发现的陨石坑可能是由同一颗陨石造成的。当它到达地球大气层时,可以分成两大块和许多小陨石,分布在太平洋及其周围。近年来,美国科学家也在中太平洋发现了这一时期的陨石。

这是恐龙灭绝的真正原因吗?恐龙灭绝的原因为什么能争论100多年,它已经超越生物学范畴了

陨石撞击理论能够真正解释6500万年前它是如何导致地球上大量生物突然灭绝的。

但很难解释:

①在大灭绝之前的几十年到几百万年里,为什么有大量的生物灭绝?

② 在恐龙最繁荣的侏罗纪时期,恐龙蛋化石很少被发现。为什么在恐龙灭绝前的数百万年里能发现成千上万个无人居住的恐龙蛋巢呢?

③ 在一些地方,大量的恐龙埋藏层并不在铱异常地层中,而是在其下面1米或几米的地层中,也就是在撞击之前就早已死了;

④在白垩纪末的大灭绝中,有许多生物没有灭绝,如龟、蛇、鸟、哺乳动物和许多植物。相反,一些适应性强的小恐龙、翼龙和水爬行动物都已灭绝;

⑤恐龙“墓地”常出现在白垩纪末的地层中,如加拿大阿尔伯塔省,约300种恐龙化石被完整地保存在一起。在蒙大拿州北部,蒙古、中国内蒙古、山东等地也有。它们不是陨石撞击造成的猝死,而更像是经过长途跋涉,体力不支,在水源处纷纷倒下而形成的;

⑥加拿大魁北克省中三叠世地层2.3亿年前,发现了总长度70公里的撞击坑;侏罗纪地层1.45亿年前,另外还发现了总长度170公里的撞击坑,但这些地层中没有发现大灭绝事件;

⑦地球上至少发生了5次大灭绝事件,其中一些还不清楚,但没有陨石撞击,说明地球上大灭绝事件的成因非常复杂,而不同时期的灭绝原因往往是不同的。

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