小行星与恐龙的灭绝
编者按:本(ben)文为(wei)《阿(a)西莫夫(fu)短文两篇(pian)》参(can)考(kao)资料。
恐(kong)龙(long)为(wei)何会(hui)绝迹(ji)?这一问题在(zai)(zai)长达一个(ge)多世纪的(de)(de)时间里既引起了科(ke)学家和(he)大(da)众(zhong)的(de)(de)兴(xing)趣,也令他们困(kun)惑不已(yi),因(yin)(yin)而(er)也出(chu)现(xian)了大(da)量(liang)不切(qie)实际的(de)(de)理论(lun)(lun),有些甚至十分(fen)好笑。例如(ru),认为(wei)恐(kong)龙(long)的(de)(de)灭绝是(shi)因(yin)(yin)为(wei)它们的(de)(de)躯体(ti)太庞(pang)大(da)而(er)导致(zhi)交(jiao)配困(kun)难──雄(xiong)性(xing)恐(kong)龙(long)在(zai)(zai)交(jiao)配过程中可(ke)能会(hui)压垮它的(de)(de)配偶。另一种(zhong)(zhong)理论(lun)(lun)就(jiu)是(shi),随着植(zhi)物(wu)(wu)的(de)(de)进(jin)化(hua),恐(kong)龙(long)的(de)(de)饮食发生变化(hua),最(zui)后(hou)导致(zhi)致(zhi)命的(de)(de)便秘。还(hai)有一种(zhong)(zhong)说法就(jiu)是(shi):恐(kong)龙(long)下的(de)(de)蛋全(quan)被刚刚进(jin)化(hua)的(de)(de)、而(er)且更加灵活聪明的(de)(de)动物(wu)(wu)──哺乳类(lei)动物(wu)(wu)吃掉了。有的(de)(de)认为(wei)是(shi)新(xin)出(chu)现(xian)的(de)(de)疾病使恐(kong)龙(long)在(zai)(zai)地(di)球上消失。一种(zhong)(zhong)更令人信服的(de)(de)理论(lun)(lun)是(shi)以恐(kong)龙(long)时代(dai)的(de)(de)玛(ma)瑙化(hua)石中的(de)(de)气(qi)泡为(wei)依据。这种(zhong)(zhong)空气(qi)中氧的(de)(de)含(han)(han)量(liang)比现(xian)代(dai)空气(qi)中的(de)(de)氧含(han)(han)量(liang)要(yao)高出(chu)50%。可(ke)能是(shi)随着氧气(qi)浓度逐渐下降至今天的(de)(de)浓度标(biao)准,恐(kong)龙(long)就(jiu)因(yin)(yin)窒息(xi)而(er)死(si)掉。
尽管有一(yi)些牵强的(de)解释(shi),但在(zai)关于恐龙(long)灭绝的(de)问题(ti)上(shang)存在(zai)着两(liang)大(da)思想学派:(1)它们(men)突然(ran)死于某一(yi)场世界性的(de)大(da)灾难;(2)由于地球(qiu)上(shang)天气的(de)逐渐变(bian)冷使得恐龙(long)难以适应而慢慢灭亡。
灾难学派描绘的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)是(shi)一幅十(shi)分令人震撼的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)场(chang)面:一颗相(xiang)(xiang)当(dang)于曼哈顿(dun)岛(dao)(dao)大(da)小(xiao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)小(xiao)行星(xing)或(huo)彗星(xing)以(yi)(yi)每秒15英里(相(xiang)(xiang)当(dang)于25公里)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)速度向地(di)(di)球陨落(luo),与地(di)(di)球撞(zhuang)击的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)能(neng)(neng)(neng)(neng)量(liang)相(xiang)(xiang)当(dang)于100万(wan)亿(yi)(yi)吨TNT炸药(yao)(是(shi)扔在(zai)(zai)广岛(dao)(dao)上(shang)(shang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)原子弹的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)能(neng)(neng)(neng)(neng)量(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)50亿(yi)(yi)倍(bei)),而且在(zai)(zai)进(jin)入(ru)地(di)(di)壳25英里深的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)同时熔化了(le)沿途的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)岩石。在(zai)(zai)这场(chang)剧烈的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)碰(peng)撞(zhuang)之后,成千(qian)上(shang)(shang)万(wan)吨的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)尘埃和碎石进(jin)入(ru)大(da)气层,罩住(zhu)了(le)地(di)(di)球,遮挡了(le)阳光(guang),使得地(di)(di)球连(lian)续好(hao)(hao)几个(ge)月(yue)甚至好(hao)(hao)几年都处于黄昏状的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)黑暗(an)(an)之中。在(zai)(zai)这种黑暗(an)(an)里,植物(wu)不(bu)(bu)能(neng)(neng)(neng)(neng)正(zheng)常(chang)生长──因(yin)为(wei)它们需要阳光(guang)来制(zhi)造(zao)养分。以(yi)(yi)植物(wu)为(wei)生的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)动(dong)(dong)物(wu)不(bu)(bu)能(neng)(neng)(neng)(neng)正(zheng)常(chang)生存,不(bu)(bu)靠植物(wu)为(wei)生的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)其他(ta)动(dong)(dong)物(wu)也难以(yi)(yi)生存,恐龙就是(shi)那种不(bu)(bu)能(neng)(neng)(neng)(neng)在(zai)(zai)黑暗(an)(an)中生存的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)动(dong)(dong)物(wu)。事实上(shang)(shang),根(gen)据某些科学家的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)观点(dian),地(di)(di)球上(shang)(shang)60%的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)动(dong)(dong)物(wu)是(shi)不(bu)(bu)能(neng)(neng)(neng)(neng)在(zai)(zai)黑暗(an)(an)中生存的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)。
然而,小行星(xing)或者彗星(xing)的(de)陨落真(zhen)的(de)发生过吗?地球上生命的(de)大规模消亡是有(you)大量资料(liao)可查的(de),但这(zhei)(zhei)是由于剧烈的(de)碰撞所造成的(de)吗?让我们从头来(lai)叙述这(zhei)(zhei)个故事并从中找(zhao)到答案(an)。
大约一百五十年前,一位名叫理(li)查德·欧文的(de)英国解(jie)剖学(xue)家(jia)创造了(le)“恐(kong)龙(long)”(DINOSAUR)这个词(ci)来(lai)描(miao)述刚(gang)刚(gang)发现(xian)的(de)一种曾在地球上生存过的(de)动物。DINOSAUR这个词(ci)源于希腊(la)语的(de)“可(ke)(ke)怕的(de)”(DEINOS)和“蜥蜴”(SAURS)。那个时候(即1841年),可(ke)(ke)供研究的(de)恐(kong)龙(long)化石(shi)少(shao)得可(ke)(ke)怜,因此,人(ren)类对恐(kong)龙(long)也知之不多。
我们对恐龙的(de)(de)(de)认识了(le)解(jie)在过去的(de)(de)(de)一(yi)个半世纪(ji)里(li)有了(le)一(yi)定的(de)(de)(de)提高。我们知道它(ta)们是在大(da)约2.25亿年(nian)前由爬行动(dong)物的(de)(de)(de)祖(zu)先进(jin)化而成,于大(da)约6 500万年(nian)前灭绝的(de)(de)(de)。它(ta)们的(de)(de)(de)个子有很大(da)的(de)(de)(de)差异,身长(zhang)从不足2英尺到(dao)140多(duo)英尺不等;体重(zhong)有20磅的(de)(de)(de),也有90吨(dun)(dun)的(de)(de)(de)(陆上(shang)现存最(zui)庞(pang)大(da)的(de)(de)(de)动(dong)物大(da)象的(de)(de)(de)重(zhong)量为(wei)6吨(dun)(dun))。恐龙属爬行类冷血、笨拙(zhuo)型动(dong)物,下蛋并且全身长(zhang)满(man)鳞片。
然而(er),关于恐(kong)(kong)龙(long)(long)笨拙、动(dong)(dong)作缓慢的(de)(de)说法最(zui)近也引起了人(ren)们的(de)(de)怀疑。研究表明,许多恐(kong)(kong)龙(long)(long)相对于爬行动(dong)(dong)物而(er)言是(shi)十分(fen)聪明的(de)(de),且腿脚十分(fen)麻利。这一(yi)观点使(shi)得科罗(luo)拉多大学(xue)的(de)(de)罗(luo)伯特·巴克尔于1968年提出,恐(kong)(kong)龙(long)(long)根本就不(bu)是(shi)冷(leng)血的(de)(de)动(dong)(dong)物,而(er)是(shi)像我们人(ren)类一(yi)样的(de)(de)热(re)血动(dong)(dong)物,这一(yi)争论至今未得到解决。按照一(yi)群英国古生物学(xue)家的(de)(de)说法,恐(kong)(kong)龙(long)(long)有(you)可能“属(shu)中(zhong)间型(xing)的(de)(de)”。或者说,个(ge)子小些(xie)、更(geng)灵活的(de)(de)恐(kong)(kong)龙(long)(long)是(shi)热(re)血的(de)(de),而(er)那些(xie)个(ge)子大些(xie)、笨重的(de)(de)家伙则是(shi)冷(leng)血的(de)(de)。一(yi)位(wei)科学(xue)家甚至提出,恐(kong)(kong)龙(long)(long)的(de)(de)新陈代(dai)谢可能是(shi)随季节变化的(de)(de):冬天里(li)是(shi)热(re)血,夏天里(li)又变成了冷(leng)血。
那么,在使得恐龙灭亡的(de)6 500万(wan)年前又(you)发生(sheng)了(le)些什么呢?有(you)没有(you)可以(yi)说明某(mou)颗小行星(xing)(xing)或(huo)彗星(xing)(xing)曾撞(zhuang)入地球并灭杀(sha)了(le)恐龙的(de)任(ren)何证据呢?有(you)的(de),有(you)证据。
70年代(dai)末期,由(you)已(yi)故物理学家(jia)(jia)路易斯·阿尔瓦雷兹和(he)(he)他的(de)(de)儿子(zi)、加州(zhou)大(da)(da)学柏克莱分校的(de)(de)沃尔特·阿尔瓦雷兹率领的(de)(de)一(yi)个(ge)小组有(you)了惊人的(de)(de)发现。他们(men)注意到(dao),在大(da)(da)约(yue)有(you)6 500万年历史的(de)(de)沉(chen)积土层(ceng)中有(you)一(yi)种(zhong)叫(jiao)做“铱(yi)”的(de)(de)元素的(de)(de)含量异常高,铱(yi)是地球上罕见的(de)(de)重金属,只存在于地壳的(de)(de)深处,但在小行星和(he)(he)彗星上却大(da)(da)量存在。起(qi)初,地质学家(jia)(jia)们(men)认为6 500万年前的(de)(de)火山活动(dong)可能会把铱(yi)喷入大(da)(da)气(qi)层(ceng),落下(xia)时便集中形(xing)成一(yi)个(ge)独特的(de)(de)土层(ceng)。最终,事(shi)实并不(bu)能证明(ming)这一(yi)理论。
那(nei)么(me)(me)这(zhei)(zhei)(zhei)与(yu)(yu)小(xiao)(xiao)行(xing)(xing)星(xing)(xing)或(huo)者(zhe)彗(hui)(hui)(hui)星(xing)(xing)又有什么(me)(me)联系呢?小(xiao)(xiao)行(xing)(xing)星(xing)(xing)或(huo)者(zhe)彗(hui)(hui)(hui)星(xing)(xing)与(yu)(yu)地(di)球的(de)(de)(de)(de)(de)(de)碰撞(zhuang)(zhuang)会使小(xiao)(xiao)行(xing)(xing)星(xing)(xing)或(huo)彗(hui)(hui)(hui)星(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)大部分被(bei)气化掉(diao),并(bing)(bing)使含有大量铱(yi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)尘(chen)埃进入全球的(de)(de)(de)(de)(de)(de)大气层(ceng)(ceng)中(zhong)(zhong),尘(chen)埃落(luo)到(dao)地(di)上后(hou)(hou),便形成了(le)含铱(yi)丰富的(de)(de)(de)(de)(de)(de)土壤(rang)沉积层(ceng)(ceng)。阿尔瓦雷兹小(xiao)(xiao)组曾(ceng)在(zai)意大利和丹麦发现过(guo)这(zhei)(zhei)(zhei)种(zhong)(zhong)矿藏,自那(nei)以后(hou)(hou),这(zhei)(zhei)(zhei)种(zhong)(zhong)含有大量铱(yi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)土壤(rang)层(ceng)(ceng)在(zai)全球五十多(duo)个地(di)方(fang)先后(hou)(hou)被(bei)发现。这(zhei)(zhei)(zhei)些(xie)土壤(rang)层(ceng)(ceng)有6 500万年(nian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)历史,且恰巧与(yu)(yu)恐龙(long)灭绝的(de)(de)(de)(de)(de)(de)时间吻合,这(zhei)(zhei)(zhei)一点是(shi)小(xiao)(xiao)行(xing)(xing)星(xing)(xing)或(huo)彗(hui)(hui)(hui)星(xing)(xing)灭杀了(le)恐龙(long)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)令人信(xin)服的(de)(de)(de)(de)(de)(de)证据。而且,某(mou)些(xie)地(di)方(fang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)矿层(ceng)(ceng)出(chu)现的(de)(de)(de)(de)(de)(de)断(duan)裂是(shi)由某(mou)种(zhong)(zhong)剧烈的(de)(de)(de)(de)(de)(de)碰撞(zhuang)(zhuang)所造成的(de)(de)(de)(de)(de)(de)。这(zhei)(zhei)(zhei)一证据也与(yu)(yu)某(mou)颗小(xiao)(xiao)行(xing)(xing)星(xing)(xing)或(huo)彗(hui)(hui)(hui)星(xing)(xing)曾(ceng)与(yu)(yu)地(di)球碰撞(zhuang)(zhuang)过(guo),并(bing)(bing)且杀死了(le)“可(ke)怕的(de)(de)(de)(de)(de)(de)蜥蜴”的(de)(de)(de)(de)(de)(de)理(li)论相吻合(太阳(yang)系中(zhong)(zhong)落(luo)在(zai)地(di)球上的(de)(de)(de)(de)(de)(de)块状(zhuang)物被(bei)称为“陨星(xing)(xing)”),落(luo)在(zai)地(di)球表面(mian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)彗(hui)(hui)(hui)星(xing)(xing)或(huo)者(zhe)小(xiao)(xiao)行(xing)(xing)星(xing)(xing),或(huo)其某(mou)一部分就是(shi)陨星(xing)(xing)。它在(zai)陨落(luo)之(zhi)前进入地(di)球的(de)(de)(de)(de)(de)(de)大气层(ceng)(ceng)时叫(jiao)做“流星(xing)(xing)”。
假(jia)如一(yi)(yi)颗曼(man)哈顿岛(dao)(dao)那(nei)么(me)大的(de)(de)(de)(de)(de)小行星或(huo)彗星的(de)(de)(de)(de)(de)确在(zai)(zai)6 500万年前撞击地球的(de)(de)(de)(de)(de)话,那(nei)么(me)撞击所造(zao)成的(de)(de)(de)(de)(de)窟窿或(huo)者“陨(yun)石坑”又在(zai)(zai)哪(na)里呢?这一(yi)(yi)直是(shi)一(yi)(yi)个(ge)难以回答的(de)(de)(de)(de)(de)问题。不(bu)(bu)过(guo),多(duo)年来人(ren)们(men)(men)(men)提(ti)出了(le)(le)许(xu)多(duo)不(bu)(bu)同的(de)(de)(de)(de)(de)答案(an)。其中之一(yi)(yi)就(jiu)是(shi)陨(yun)石的(de)(de)(de)(de)(de)碰撞砸开(kai)或(huo)撕裂了(le)(le)地壳,从(cong)而(er)导致(zhi)了(le)(le)形成冰(bing)岛(dao)(dao)(我(wo)们(men)(men)(men)知(zhi)道是(shi)由火(huo)山形成)的(de)(de)(de)(de)(de)火(huo)山活动。然而(er),这一(yi)(yi)理论也(ye)不(bu)(bu)再广(guang)为人(ren)们(men)(men)(men)所接(jie)受。在(zai)(zai)有6 500万年历史的(de)(de)(de)(de)(de)沉(chen)(chen)积(ji)土中的(de)(de)(de)(de)(de)铱矿(kuang)层(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)在(zai)(zai)冰(bing)岛(dao)(dao)并不(bu)(bu)是(shi)那(nei)么(me)厚。地质学(xue)家们(men)(men)(men)推(tui)断在(zai)(zai)碰撞地区周围的(de)(de)(de)(de)(de)铱矿(kuang)层(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)可能最厚,因为铱矿(kuang)是(shi)在(zai)(zai)那(nei)个(ge)位置(zhi)最先(xian)冲进空气中的(de)(de)(de)(de)(de)。而(er)且,伴随着微细的(de)(de)(de)(de)(de)白色富铱沉(chen)(chen)积(ji)土层(ceng)(ceng)(ceng)(ceng),一(yi)(yi)定会(hui)有较为粗糙的(de)(de)(de)(de)(de)次沉(chen)(chen)积(ji)层(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)。这可能是(shi)碰撞后(hou)飞溅的(de)(de)(de)(de)(de)熔岩下落(luo)时(shi)形成的(de)(de)(de)(de)(de)。正如一(yi)(yi)粒石子扔入(ru)水池时(shi)溅起的(de)(de)(de)(de)(de)水花(hua)一(yi)(yi)样。这种次沉(chen)(chen)积(ji)层(ceng)(ceng)(ceng)(ceng),也(ye)叫做“喷出层(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)”,只能出现(xian)在(zai)(zai)碰撞现(xian)场几千英里的(de)(de)(de)(de)(de)半径(jing)范围之内,而(er)在(zai)(zai)冰(bing)岛(dao)(dao)却没有发现(xian)。
1990年,亚(ya)利(li)桑那大学的(de)(de)阿(a)兰·希尔(er)德布兰德沿着(zhe)铱矿层(ceng)和喷出层(ceng)找到了它们(men)(men)的(de)(de)最(zui)密(mi)集点。他发现有(you)两(liang)处(chu)陨(yun)石(shi)(shi)坑(keng)可能是(shi)陨(yun)石(shi)(shi)撞击(ji)地球的(de)(de)现场。一处(chu)是(shi)在(zai)(zai)(zai)哥伦(lun)比(bi)亚(ya)盆地,位(wei)于哥伦(lun)比(bi)亚(ya)北部(bu)的(de)(de)加勒(le)比(bi)海(hai)地区(qu),另一处(chu)是(shi)在(zai)(zai)(zai)墨西哥东部(bu)的(de)(de)尤卡坦(tan)半岛的(de)(de)北端。今(jin)天,越来越多(duo)的(de)(de)证(zheng)据对尤卡坦(tan)陨(yun)石(shi)(shi)坑(keng)的(de)(de)推断更有(you)利(li)。它的(de)(de)直径(jing)大约为110英(ying)里(180公里),形状及成分都(dou)很正确。这(zhei)个陨(yun)石(shi)(shi)坑(keng)完全被埋(mai)在(zai)(zai)(zai)岩石(shi)(shi)下面,且(qie)位(wei)处(chu)陆地,尽管在(zai)(zai)(zai)6 500万年前这(zhei)个地区(qu)曾是(shi)一片浅海(hai)区(qu)域。陨(yun)石(shi)(shi)碰(peng)撞造(zao)成恐(kong)龙灭绝的(de)(de)理论的(de)(de)拥护者(zhe)们(men)(men)觉得他们(men)(men)不仅(jin)是(shi)发现了“正在(zai)(zai)(zai)冒烟(yan)的(de)(de)枪(qiang)(qiang)”,而且(qie)也找到了被枪(qiang)(qiang)杀者(zhe)尸体中(zhong)的(de)(de)弹头──证(zheng)据确凿。
你可能会认为(wei),至此,恐(kong)龙灭绝之谜已被(bei)破解。铱矿土(tu)层证明(ming)某个小行星或(huo)彗星曾撞击地球,而且碰撞所发生的(de)时间也是正确的(de),再说也发现了一处陨石坑来支持(chi)这(zhei)一理论。然而,疑问依(yi)然存在(zai)。那么,问题(ti)又在(zai)何处呢?
问题(ti)就在于恐龙是(shi)(shi)不(bu)(bu)是(shi)(shi)一(yi)(yi)(yi)下(xia)子(zi)突然全(quan)部绝迹的(de)(de)(de)(de)。小行星的(de)(de)(de)(de)碰(peng)撞会造成恐龙迅(xun)速的(de)(de)(de)(de)灭亡──只是(shi)(shi)几千年的(de)(de)(de)(de)时(shi)间,而不(bu)(bu)需要几百万年。不(bu)(bu)幸的(de)(de)(de)(de)是(shi)(shi),化(hua)石(shi)记录却(que)没有能给(ji)我(wo)们(men)展示一(yi)(yi)(yi)个清楚(chu)的(de)(de)(de)(de)、无可争辩的(de)(de)(de)(de)画(hua)面。人们(men)都(dou)知(zhi)道恐龙大(da)约是(shi)(shi)在同一(yi)(yi)(yi)时(shi)期──即(ji)在一(yi)(yi)(yi)个主(zhu)要的(de)(de)(de)(de)地(di)质纪(ji)元(白(bai)垩纪(ji))结束,另一(yi)(yi)(yi)个纪(ji)元也就是(shi)(shi)第(di)三(san)纪(ji)开(kai)始时(shi)灭亡的(de)(de)(de)(de)。这一(yi)(yi)(yi)过渡就是(shi)(shi)大(da)家所(suo)熟(shu)知(zhi)的(de)(de)(de)(de)白(bai)垩纪(ji)──第(di)三(san)纪(ji)(或(huo)K—T)之交(jiao)。
宾夕