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裂开的小行星砸向地面,点燃了10%的北半球,让人类遭遇了千年寒冬

2022-11-08 18:32:43  来源:IT之家  阅读量:5783   

说起恐龙灭绝前的小行星撞击,我们可能会觉得那是一场遥远的灾难但就在一万多年前,人类可能也经历过类似的自然灾害

大约6600万年前,一颗巨大的小行星撞击了今天墨西哥的尤卡坦半岛,引发了大范围的野火和海啸如果说野火和海啸的影响还是有限的,那么冲击和野火带来的烟尘很快就会覆盖地球表面,遮挡阳光,让整个地球迎来漫长的冬天

这颗小行星就是著名的希克苏鲁伯小行星在这次撞击后不久,阳光的缺乏摧毁了整个生态系统,地球迎来了白垩纪大灭绝的结束——或者我们俗称的恐龙灭绝:大约76%的物种从此消失,包括所有的非鸟类恐龙

你可能觉得这样的末日场景离我们很远但是人类可能经历过类似的事件,就在一万多年前

需要注意的是,关于白垩纪末大灭绝的原因,目前仍有很多争议总的来说,小行星希克苏鲁伯的撞击和德干火山的爆发引起了地球环境和气候的剧烈变化,从而影响了全球生态系统可是,这两个事件在这场生态灾难中扮演了什么角色,学术界至今没有达成一致意见

故事开始于更新世末期,地球告别了最后的冰河时代,开始慢慢升温可是,12900年前,这一趋势突然被打断——全球大部分地区气温骤降短短几十年,全球平均气温可能下降了6—8℃,地球进入了持续1300年的冬季这个突如其来的冬天突然结束了:格陵兰岛冰芯记录显示,大约11700年前,当地气温在10年内迅速上升了10℃,标志着这个漫长冬天的结束

这种突然的降温被称为新仙木事件,是以一种植物命名的——仙木仙木是一种耐寒耐热的植物,开小白花如今,它主要生长在寒冷的北极地区可是在12 900—11 700年前,作为大规模降温的证据,这种小白花几乎开遍了整个北半球

仙女木上的小白花。

白色的花朵在广阔的草原上摇曳,听起来是一幅美丽的景象可是,对于包括人类在内的许多物种来说,仙木更像是一种厄运之花与此同时,北美和欧洲的哺乳动物明显衰退,尤其是乳齿象和树懒等典型的巨型动物退出了北美北美的克洛维斯文明也消失了

在北美,有一套明显的暗色地层,形成于大约12900年前的新仙女木事件之初,被称为黑垫在黑垫层以下的地层中,出土了大量属于克洛维斯文明的巨型动物骨骼化石和独特的工具但在黑垫上方,几乎找不到巨型哺乳动物和克洛维斯人的踪迹

左边是克洛维斯独特的石器小行星造访此处

就像地质史上几乎所有的气候变化事件一样,对于新仙女木事件的成因也是众说纷纭2007年,劳伦斯伯克利国家实验室的R.B .费尔斯通和他的同事发现了一组关键证据他们发现北美的黑色垫层下有一层薄薄的沉积层,虽然不到5厘米厚,但里面充满了微球,纳米金刚石颗粒,各种奇怪形态的碳,木炭和烟雾颗粒,微球中还检测到了很高的铱含量

这些发现似乎在向地质学家传递一个信息——小行星光顾了:首先,微球是陨石撞击现场的常客,同时,铱在地球表面很稀少,所以大量的铱往往指向地外天体虽然高铱含量的微球可能是在火山喷发中形成的,但研究人员进一步分析了微球的成分,将各种已知陨石与火山中形成的微球进行了对比,最终排除了它们来自火山的可能性

如果说2007年的这项研究拉开了新仙女木事件影响理论的序幕,那么2018年发表的一项大规模研究则为我们描绘了一幅更清晰的图景一个由24名科学家组成的团队从全球170多个地点收集了冰芯或沉积物样本,试图重建一万多年前这一事件的全貌由于内容太多,本次研究分为两篇论文,同时发表在《地质学杂志》上

这一次,研究人员不仅找到了更全面的撞击和野火的证据,还根据沉积物中烟雾颗粒的浓度计算出了1万多年前野火的面积——这场大火烧掉了约7.3% 2.3%的生物量,烧毁了近1000万平方公里的土地,约占北半球土地的10%相比之下,白垩纪末大灭绝时燃烧的生物量只有不到三分之一在这场大火中

根据计算,这种规模的燃烧产生的烟雾和气溶胶完全有能力遮挡阳光,给地球带来一个千年寒冬但是,还有一个问题,小行星撞击怎么会引起这么大规模的火灾

相比之下,100多年前西伯利亚的通古斯大爆炸曾被认为是地球大气层中一颗小行星爆炸造成的据估计,这次爆炸产生的冲击力接近200颗原子弹,波及面积2000平方公里,但点燃面积不到200平方公里如果要点燃10%的北半球,需要的能量要大得多,可能是1000兆吨TNT当量

通古斯爆炸现场附近的倒伏树木

根据计算,这颗小行星的直径需要超过100公里,进入地球轨道后开始解体碎片将与至少四个大陆相撞或在大陆上空爆炸,释放的能量将引发大规模野火当大量气溶胶进入平流层后,太阳光被大大阻挡,造成了长达一千多年的撞击冬天同时,NH4和NO3等生物质燃烧副产物在大气中发生化学反应,可能导致酸雨一系列的气候变化,野火和环境恶化导致了巨型动物和人类文明的衰落或转型

没有结局的故事

如果沉积物中的这些冰芯和指标是间接证据,2020年发表在《科学报告》上的一项研究可能会提供更直接的证据。

在叙利亚北部的阿比胡雷拉考古遗址,考古学家发现了大量熔化的金属颗粒和重新凝结的玻璃状物质,包括熔点为1768℃的铂和熔点为2466℃的铱也就是说,当时的环境空气温度甚至可能达到近2500℃

文末需要说明的是,新仙女木的撞击假说只是故事的一个版本另一个更主流的假设是,北半球冰盖快速融化,导致海洋温盐环流减缓,从而改变全球气候同样,有很多证据指向这个版本的故事

或许就像恐龙灭绝一样,我们只能等待更多的证据出现,来揭示故事的真相当然,更大的可能性是,我们永远无法确定自己是否找到了正确的答案

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