地球歷史的長河中，恐龍滅絕事件無疑是最具神秘色彩的謎團之一。白堊紀末期，約6600萬年前，恐龍突然從地球上消失，這一事件不僅僅打破了生態(tài)平衡，也留下了無數(shù)未解之謎?？茖W家們一直在試圖解答：是什么原因?qū)е铝丝铸埖臏缃^？是氣候變化、火山活動，還是一場外太空的災難？

恐龍滅絕的謎團：

火山爆發(fā)還是小行星撞擊？

關于恐龍滅絕，最廣為人知的理論是小行星撞擊說和火山活動說。科學家認為，一顆直徑約10公里的小行星撞擊地球，產(chǎn)生了巨大的沖擊波、火災和震動。隨之而來的大量塵埃和煙霧將陽光遮擋，全球氣溫急劇下降，生態(tài)系統(tǒng)遭到嚴重破壞，最終導致恐龍的滅絕。然而，盡管這一理論具有廣泛的支持，也有不少學者提出了不同的聲音。

一些科學家堅持認為，恐龍的滅絕并非僅僅由外部撞擊事件引發(fā)，地球內(nèi)部的火山活動和氣候變化也可能是重要因素。長期的火山活動可能已經(jīng)釋放出大量二氧化碳和硫化物，這些物質(zhì)加劇了溫室效應，進一步影響了地球氣候的穩(wěn)定性，給恐龍的生存帶來了巨大壓力。

然而，這一系列假說并未能完全解答恐龍滅絕的真相。科學家們始終在不斷尋找新的線索或證據(jù)，希望能破解這一謎團。而就在這個過程中，一個意外的發(fā)現(xiàn)為我們打開了新的視角……

銥元素的發(fā)現(xiàn)

在1980年，物理學家Luis Alvarez和他的兒子Walter Alvarez在意大利、丹麥和新西蘭暴露的深海石灰?guī)r中，銥元素的含量分別比6500萬年前白堊紀-第三紀滅絕事件的背景水平高出約30倍、160倍和20倍。這一異常現(xiàn)象讓他們提出了一個革命性的假說：一顆巨大的小行星可能在白堊紀末期撞擊地球，導致大量銥元素隨著撞擊物質(zhì)傳播到地球表面，形成了這一銥異常層。這一理論發(fā)表在《科學》雜志上后，引起了學界的廣泛討論，并為科學家們提供了重新審視恐龍滅絕原因的重要證據(jù)。

諾獎獲得者Luis Alvarez（左）和兒子Walter Alvarez（右）于1981年在意大利K/Pg界線前合影（圖片來源：wikipedia.org）

所以銥元素是什么？

銥（Ir）是一種化學元素，屬于元素周期表中的鉑族元素，原子序數(shù)77。銥因其極高的耐腐蝕性、耐高溫性以及良好的導電性，在許多生活中的高端應用中發(fā)揮著重要作用。它廣泛用于制造汽車火花塞，尤其是在高性能引擎中，比普通鉑金火花塞具有更長的使用壽命。此外，銥還被用于高端電子設備中的接觸點、醫(yī)療放射治療中的同位素（如銥-192）以及珠寶和飾品中的硬質(zhì)鑲嵌材料，增加了物品的硬度和光澤。

由于銥主要存在于外來物質(zhì)如隕石和流星中（在地殼中的濃度極低），成為了科學家研究地球與外部天體物質(zhì)交互的重要線索。

恐龍滅絕研究的新視角

Alvarez父子的發(fā)現(xiàn)打破了傳統(tǒng)的滅絕理論，提供了一個全新的視角。長期以來，科學界普遍認為恐龍滅絕與地球內(nèi)部活動，如火山噴發(fā)或氣候變化，密切相關。然而，銥元素的異常分布，為行星撞擊說提供了直接物理證據(jù)。銥通常存在于外來物質(zhì)如隕石和流星中，而在地殼中的濃度極低。這意味著，在恐龍滅絕的時期，外部天體的撞擊可能帶來了大量的銥元素，從而在地質(zhì)記錄中留下了這一顯著標記。

這一觀點得到了進一步的驗證。墨西哥尤卡坦半島的?？颂K魯伯隕石坑是地球上已知的第三大隕石坑，直徑約180千米。這個隕石坑正是由6600萬年前一顆直徑約10千米的小行星撞擊形成的，撞擊地點與白堊紀/古近紀（K/Pg）界線相符。該界線以一層銥含量顯著增加為標志，成為地質(zhì)學上一個重要的指標。

圖源：視覺中國

根據(jù)生物地層分布的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，恐龍滅絕與這一界線密切相關，約12%的陸生物種幸存下來，但90%的淡水生物群落物種卻幸存了下來，因為淡水生物的生存不完全依賴初級生產(chǎn)力，而是依賴于碎屑。此外，海洋中的菊石也幾乎全部滅絕，海洋浮游生物的多樣性和生產(chǎn)力顯著下降，然而底棲有孔蟲物種在撞擊中幸存，因為深海的環(huán)境幾乎未發(fā)生變化。

始祖鳥化石

圖源：視覺中國

這一撞擊事件不僅直接導致恐龍的滅絕，還對地球的生物演化產(chǎn)生了深遠影響。它為哺乳動物的崛起提供了機會，最終為人類的出現(xiàn)鋪平了道路。這一系列證據(jù)支持了外部撞擊對生物滅絕的決定性作用，同時也揭示了撞擊事件對不同生態(tài)系統(tǒng)造成的不同影響。

參考文獻

Luis W. Alvarez et al., Extraterrestrial Cause for the Cretaceous-Tertiary Extinction.Science208,1095-1108(1980).DOI:10.1126/science.208.4448.1095

Kaiho, K., Oshima, N., Adachi, K. et al. Global climate change driven by soot at the K-Pg boundary as the cause of the mass extinction. Sci Rep 6, 28427 (2016). https://doi.org/10.1038/srep28427

本文轉(zhuǎn)載自《石頭科普工作室》微信公眾號

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