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最重要科学发现,恐龙灭绝的原因是什么

来源:http://www.abirdfarm.com 作者:betway必威官网手机版 时间:2019-06-27 23:03

原标题:沧龙是如何突然灭绝的?

恐龙灭绝的原因是什么?探索恐龙灭绝之谜的真相恐龙灭绝之谜 关于恐龙灭绝之谜的假说远不止一种恐龙灭绝之谜 恐龙灭绝之谜视频在线观看 [看世界 全球热点]恐龙灭绝之谜的真相是什么?恐龙为何会灭绝?恐龙的灭绝给人类留下了一个大谜团,科学家一直在探索关于恐龙灭绝之谜的真相,并且也研究出了一些关于恐龙灭绝之谜的结果。恐龙灭绝之谜恐龙灭绝之谜 恐龙灭绝于6500万年前恐龙灭绝的时间是在距今6500万年前。而且在那个时候,不仅统治了地球达一亿多年的各种恐龙全部绝灭了,同样悲惨的命运还同时降临到了地球上的陆地、海洋和天空中生活的很多种其它的生物。在这次灾难中绝灭的还有蛇颈龙等海洋爬行动物,有翼龙等会飞的爬行动物,有彩蜥等恐龙的陆生爬行动物亲戚,有菊石、箭石等海洋无脊椎动物;至于海洋中的微型浮游动植物,钙质浮游有孔虫和钙质微型浮游植物也几乎被一扫而光。经过这场大劫难,当时地球上大约50%的生物属和几乎75%的生物种从地球上永远地消失了。这真是一场大绝灭、大灾难。大绝灭的结果使得在距今6500万年这个时间的前后,地球上生物世界的面貌发生了根本性的巨变。这场大绝灭标志着中生代的结束,地球的地质历史从此进入了一个新的时代——新生代。恐龙灭绝之谜 恐龙灭绝的原因恐龙消失于6千5百万年前的白垩纪_第三纪灭绝事件,同时间还有许多生物也跟者灭亡,包含:菊石、沧龙科、蛇颈龙目、翼龙目、草食性的乌龟与鳄鱼、大部分鸟类、以及原始哺乳类[11]。自从1970年代以来,有许多研究试图探索这次恐龙灭绝之谜的真相,并形成数个理论。通常的解释是一个撞击事件造成了灭绝,有些科学家提出其他理由,或者是几个综合事件导致这次灭亡。陨石撞击说在墨西哥的尤卡坦半岛上有一个叫做希克苏鲁伯的陨石坑(Chicxulub Crater),它和6500万年前的恐龙灭绝有什么关系?答案就隐藏在这层白白的岩石里。这层岩石被地质学家称为K-T边界(K-T boundary),意思是白垩纪-第三纪界限的标记线。下层岩石中含有丰富的恐龙化石,但在K-T边界以上,恐龙消失了。K-T边界岩石中含有铱,铱是一种稀有金属,在地球中的平均含量只有十亿分之一。然而这个岩层中的铱含量是正常含量的200倍。还能在哪里找到这么多的铱呢?在太空中。太空中的铱含量比地球高出1千倍。人们还在这层白色岩石中找到了冲击石英的证据,只有小行星才会留下这样的标记。高含量的铱和冲击石英,出现在地球上许多地方的第三纪界限岩层里。这种全球性的痕迹,只可能来自最猛烈的撞击。撞击的地点就在墨西哥的犹卡坦半岛。6千5百万年前的这次撞击非常猛烈,人类历史上的任何事件都没法和它比。那时撞上地球的小行星或彗星,宽度大约是6英里。它以超过40倍音速的速度冲向地球表面。它的体积非常庞大,所以当它撞上地球时,前端已经碰到了地表,尾部却还在3万5千英尺的高空,相当于喷气式客机的飞行高度。撞击地球的是高山一样大小的一块巨岩。

关于恐龙的灭绝,很多人都会说是因为火山爆发,陨石的坠落在地球,或者是因为疾病,而恐龙到底是因为什么而灭绝的呢,对此恐龙是怎么灭绝的到底如何?下面一起来看看吧。

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真是个谜。

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  地球历史上有五次生物大灭绝,它不会永远幸运

6600万年前的白垩纪,一颗直径至少10公里的巨大小行星,呼啸着冲破地球大气层,撞击在墨西哥的尤卡坦半岛上,整个地球为之震动,烈焰和冲击波摧毁了数千公里内的一切,冲入大气层的烟尘则让整个地球进入了核冬天,动植物纷纷死亡,统治地球达1.7亿年的恐龙也就此灭绝,让出了地球霸主的地位。

上次笔者的《史前“鲨”手》一文受到读者的热议,其中很多网友问沧龙怎么突然就灭绝了呢?这里我们分为两个角度来考虑这个问题:一是沧龙是不是“突然”灭绝的?二是造成沧龙灭绝的元凶到底是谁?

恐龙是怎么灭绝的

  2018-10-23 12:45

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解密恐龙是怎么灭绝

  来源:给孩子

这个已由无数研究证实的撞击事件,在科学界已基本没有争议了,当然,科学家们还不能完全确定的是,小行星撞击就是离我们最近这次生命大灭绝事件的唯一原因。因为你可能会问这样一个问题,既然一颗小行星撞击了地球,难道我们不应该看到被小行星杀死的动物遗骸吗?

1912年绘制的鱼龙和沧龙共生图(维基)

恐龙死于6500万年前小行星撞击事件是一个科学史上的一个大发现,虽然我们有比较充分的证据显示恐龙死于小行星撞击以及撞击所引发的环境剧变,但仍然有研究人员认为小行星仅仅是其中的一个影响因素,恐龙灭绝还有其他更深层的原因。美国科学家在印度德干地盾附近发现了关于恐龙灭绝的证据,研究结果显示恐龙灭绝不仅仅是小行星造成的因素,还有火山喷发影响了地球环境。在小行星撞击地球之前大约25万年,地球上出现了大规模的火山喷发,在此后的50万年左右的时间内,地球环境出现了剧变。

  成绩

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一、要验证沧龙是不是突然灭绝的,我们可以用另一类“海爬”做例子,它们是沧龙的前辈——鱼龙类。

小行星撞击地球是目前主流的恐龙灭绝原因,一颗直径为8公里的小行星撞击地球,造成了大量的尘埃遮挡了太阳光照,导致一连串的灾难性事件,比如绿色植物大量死亡影响了食草恐龙的生存,而小型动物的大规模死亡也导致食肉恐龙的灭绝。现在美国研究人员发现有更多的证据显示在小行星撞击前地球上出现了大规模火山喷发,也对恐龙的灭绝产生了促进作用,因为火山大规模喷发导致一些挥发性的化学物质达到危险水平,地球大气变得浑浊,而小行星的撞击进一步奠定了恐龙灭绝的命运。

  /动物

现在是对这个问题做出回答的时候了,美国堪萨斯大学罗伯特·德帕尔玛领导的一项研究,在北达科他州发现了白垩纪最后一刻的死难动物化石群,为我们锁定了小行星撞击地球的直接证据,或许将成为本世纪最重要的考古科学发现,及最壮观的古生物学发现。

鱼龙的外形在所有海爬里最像鱼类,它们出现于2.45亿年前,灭绝于9000多万年前,时间跨度超过1亿年,且从侏罗纪中期到白垩纪后期,鱼龙从种类和数量上都有一个缓慢衰减的趋势。例如,到了白垩纪,鱼龙家族仅剩下平鳍龙一类,却足足在大洋洲附近海域顽强挣扎了4600万年!

科学家的探索地点位于印度的中西部德干岩群,这里保存着地球上最大规模火山喷发的痕迹,研究人员开始在这里寻找锆石,这是一种含铀岩石矿物,在岩浆喷发后形成,能够非常精确指示火山喷发事件。研究人员收集了该地区50多个样本,发现在底部和顶部火山岩石层存在锆石,由此科学家确定了火山群喷发开始和结束的时间。研究结果表明,在小行星撞击前25万年,地球上出现了较大规模的火山喷发,并持续了50万年之久,麻省理工学院和普林斯顿大学的科学家计算出火山喷出熔岩就达到了1.5平方公里。

  /大学

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相对于鱼龙类,沧龙类“死得就十分蹊跷”。

大规模的火山群活动使得大气中危险化学物质的含量增加,污染了大气环境和海洋环境,麻省理工学院迈克尔?艾迪认为如果我们的火山喷发挥发物模型是正确的,那么大量的二氧化碳排放在大气中扩散非常迅速,这一因素可能在恐龙灭绝中发挥了重要作用。

  原标题:地球历史上有五次生物大灭绝,它不会永远幸运

希克苏鲁伯陨石坑的重力异常

沧龙类起源于1亿年前的一种陆生蜥蜴——崖蜥。9200万年前,这种陆生蜥蜴已经完全变为水生蜥蜴,这就是最早的沧龙——达拉斯蜥蜴。而从9200万年-6500万年这短短的2700万年中,沧龙先后演化出了囊括20多个属的超级大家族,并在白垩纪的最后一个地层——马斯特里赫特阶依然表现出绝对的统治和辉煌,却又骤然消失在地层中。

恐龙灭绝的真正原因

  英国著名演化生物学家、动物行为学家和科普作家道金斯说, 生命演化是地球上最精彩的大戏,也是唯一选择。

当一颗巨大的陨石撞击地球时,由于撞击的高压高温,会形成冲击石英、重力异常、玻璃陨石等地质证据,尤卡坦半岛的希克苏鲁伯陨石坑具备了所有这一切。在全球各地,6600万年前的地层里也发现了一层大约6毫米厚的粘土层,里面铱金属含量超过正常值300到500倍。由于铱金属在地球形成初期就沉入了地心,地球上的铱主要来源于落在地球上的宇宙尘埃,它们在地层里的分布应该是均匀的。这就意味着这层铱含量远远超过正常值的粘土是骤然落到地球表面的,是陨石撞击地球将铱金属通过尘埃扩散到地球各地的直接证据,这条白色的粘土层因而被称为KT界限,即白垩纪-古近纪分界线。

因此,沧龙的灭绝实质上是一个繁盛的物种突然遭到不可抗力的毁灭而产生的结果。 二、沧龙消失在地层中的时间点是距今约6500万年前,这恰好是地史上有名的“白垩纪-古近纪灭绝事件”,地球上约80%的物种灭绝。

1.地球上的地壳受到了外来小行星的撞击.使地壳破裂来自于地核内的巨大的炽热的岩浆喷发出来.对薄弱的地壳产生巨大的作用力,使地壳发生了强烈的变动.其表现就是巨大的地震和火山爆发.本人认为由于恐龙生长的时代,包容地球表层的地壳十分的单薄和脆弱.经常发生强烈地地震和火山爆发。

  在地球上出现生命以来的30 多亿年间,生存过亿万个生物物种, 其中99% 都已经绝灭了。因此, 地球上现生生物物种的总数可能不足生命史上物种总数的1%。除了上述五次生物大灭绝事件之外, 还有许许多多规模较小的生物灭绝事件。

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这次灭绝事件产生在地层中的表现是一条名叫“K-T”分界线的黏土层,位于“K-T”分界线以下的生物都在这次灾难中灭绝,位于“K-T”分界线以上的生物逃过了灾难,存活到新生代。而从白垩纪中晚期一路繁盛的沧龙,就在这条线上戛然消失了。

2.本人根据力是物质地五维空间.是运动的物质所产生的作用的科学发现.经过探索和研究发现:恐龙生活的地质年代.地球就向一个刚刚孵化出来的软壳鸡蛋一样.因此,那时地壳是非常的薄弱.一有外来行星的撞击就会发生破裂.由于上述原因使地球内部的地核炽热的岩浆喷发出来.造成了地球表面的大规模的火山爆发和地震.因此,造成了恐龙的灭绝。

  但是,生命演化30 多亿年间,许许多多的生物历经了无数次“冰与火”的洗礼, 但地球上的生物不仅没有彻底绝迹,反而从小到大、从少到多、从弱到强、从水到陆、从简单到复杂, 不断地发展壮大, 一次又一次地像凤凰浴火重生一样, 至今依然生机勃勃。这是因为,一些生物的灭绝为另一些生物其后的发展提供了空间与契机,从某种意义上说,生物灭绝是生物演化不可或缺的一个环节。俗话说“旧的不去新的不来”, 新陈代谢、新老更替原本就是生命进化的重要特征之一。

白垩纪-古近纪分界线

所以,我们基本上可以从大型海洋动物在这次灭绝事件中的原因来推测沧龙灭绝的原因——我们耳熟能详的“小行星撞击地球说”是最被学术界认可的。当小行星“降临”之际,其喷射物质会遮住阳光,如此一来,海洋中的浮游生物还怎么进行正常的光合作用呢?这直接导致海中氧气被消耗殆尽,大批量的生物死亡。而沧龙这种对食物量要求巨大的大型海洋动物,首当其冲遭了殃。

3.由于以上的原因使地球上的巨大的动物---恐龙被吞噬和掩埋最终被灭绝了.一部分恐和动植物被火山的炽热的岩浆所掩埋就变成了恐龙和动植物的化石.另一部分被地壳地震所产生的地表的裂痕和趋皱所覆盖在地下融化为石油和结晶成为了煤炭.从此,恐龙灭绝之迷被本人揭开了.地球上的恐龙灭绝之后,地球上的新生的动物和植物又开始生长和繁殖了.地球又开始了新的造山运动.地球上发生了翻天覆地沧海桑田般的变化.以下文章证实了本人的这一科学发现:

  地球历史上五次生物大灭绝事件

研究人员在位于北达科他州西南部地狱溪地层的塔尼斯遗址发现了两个沉积层,都含有过量的铱,但只有下面一层含有似乎是由一种内陆移动力量(inland-moving force)沉积下来的玻璃碎片。这意味着科学家们正在观察的是两个事件:上面一层是撞击后沉降的尘埃,而下面一层则是撞击后数小时内形成的大量沉积物。

可以说,从“小行星撞击地球说”来推断沧龙灭绝之谜,其实反映了生态系统的源头性崩溃对大型生物的影响程度。 betway必威官网手机版 8

地球历史上的中生代曾经生息过种类繁多的爬行动物恐龙。这样一个主宰地球1.6亿年之久的庞大动物类群在白垩纪末期却突然惨遭覆灭。到目前,各种有关恐龙灭绝原因的解释均不能自圆其说,其中美国物理学家路易?阿尔瓦雷兹提出的小行星撞击地球的假说近来倍受各方关注。他在研究意大利古比奥地区白垩纪末期地层中的粘土层时发现微量元素铱的含量比其他时期岩层中陡然增多30~160倍,之后人们从全球多处地点取样测验都得出同样结论,白垩纪末期地层中铱元素含量异常增高的确是普遍性的。于是阿尔瓦雷兹认为,在白垩纪末期有一颗直径约10公里的小行星撞击了地球, 产生的尘埃遮天蔽日,造成地表气候环境巨变导致了恐龙的消亡。但是,用小行星撞击来解释岩层中铱含量增加和恐龙灭绝存在许多疑点

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斜耳齿鲨是沧龙的有力竞争者(facebook)

1 、小行星一般都是由硅、 铁类元素构成,这样巨大的小行星落在地球表面即使经历漫长岁月也不可能踪迹全无,而在地球上从未发现有这样大型的陨石;

  文 | 苗德岁

塔尼斯岩层里的淡水鱼和菊石化石

当然,造成一个物种灭绝的原因非常复杂。我们刚才说沧龙从出世以来就天下无敌,真的那么肯定吗?其实,从白垩纪末期开始,沧龙虽然还在统治地位,但竞争者已露端倪,如长达10-12米的Otodus obliquus(斜耳齿鲨)。早在8200万年前,体长7米的白垩刺甲鲨就让巨型沧龙感到不易对付,斜耳齿鲨对沧龙的压力,我们就可想而知了。

2 、白垩纪末期的岩层大部分是熔岩冷却形成的火成岩 ,由尘埃堆积而成的沉积岩只占地表很小一部分。仅一颗小行星撞击扬起的尘埃能够把当时地球上绝大多数动植物埋入深达几千米的岩层中吗?

  (摘自《给孩子的生命简史)》

最关键的是,在白垩纪晚期,这里是海洋和内陆交汇的地方,所以生活着一些淡水鱼,比如白鲟和鲟鱼,以及一种被称为菊石的海洋软体动物,它们都留在了地层里形成了化石。同时埋在地层里的,还有三角龙、鸭嘴龙的碎片,以及烧焦的树枝、树干等。而就在鲟鱼化石的鳃里,科学家们发现了很多玻璃小球。

参考文献:

3 、一颗小行星所含的铱元素就能均匀地散布以至覆盖整个地球表面吗,况且,铱元素在地外小行星上存在,在地球深处也同样存在,为什么只推测来自地球以外而不是来自地球内部呢?

  罗马诗人奥维德(Ovid)在《变形记》(Metamorphoses)第15 卷中写道:

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《古脊椎动物学》第四版 科学出版社 董为 译

其实,白垩纪末期地层中铱含量增多的异常情况与恐龙的灭绝的确密切相关,但通过仔细研究却可以得出另一种结论。我们知道,在地球内部进行的热核反应会不断积聚起巨大能量,一旦地壳承受不住时,内部压力便冲破地壳突然释放形成大爆发。铱这种主要存在于地核内的元素在大爆发时通过熔岩喷发从地球深处带到地壳表层,而公认的标志白垩纪结束的粘土层正是大量火山灰尘堆积形成(科学家在夏威夷克拉维亚火山喷出的气体中曾检验出微量的铱)。所以,白垩纪末期地层中铱含量普遍增多恰恰证明当时地壳发生了普遍性剧烈喷发。

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这个场景已经清晰地浮现在我们眼前了,小行星撞击尤卡坦半岛后,地震波在10分钟内到达了3050公里外的塔尼斯,剧烈地摇晃着当地的水体;紧接着在一个小时之内,炙热的碎片包括这些细小的玻璃陨石,像下雨一样落在了塔尼斯,引燃了当地的树木;鲟鱼们在最后一次呼吸中大量吸入了这些玻璃碎片,之后就再也没有醒来,被随之而来的海啸卷起的沉积物掩埋,直到今天才重见天日。

《海龙大传——史前水怪真面目》航天工业出版社 邢立达 编著

化石档案告诉我们,绝大多数恐龙的死亡时间和绝大部分恐龙蛋化石的产出年代是在白垩纪末期,已发现的恐龙和恐龙蛋化石全部保存在富含铱的薄粘土层下的地层中,在白垩纪末期以后的地层中便消失了,这与地质学界认定的白垩纪末期大规模造山运动等一系列全球性地壳构造剧烈变动的时间正相吻合。

  奥维德

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作者:北海潜深寒

betway必威官网手机版,原先广布繁盛动植物的地壳表面在大爆发后膨胀分裂形成了现在的大陆和大陆架,当时地球上绝大部分动植物被喷发的熔岩和火山灰所掩埋。恐龙和其它动物的遗体在高温、高压、隔绝空气的巨厚岩层中,经历了漫长时期,变成了现在的石油。所以据勘探在所有大陆和大陆架的地层中都有石油矿藏分布(大洋盆是大爆发后才形成所以例外),区别只是相对集中或分散而已。

  宇宙间一切皆无定数,

淡水鱼鳃里的玻璃小球

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近年来在内蒙古巴音满都呼白垩纪末期的地层里出土的数百个原角龙和甲龙化石中,大量恐龙完整骨架成群堆积在一起,从遗骸的埋葬姿势看,它们是在极度痛苦中死去,其中还有整窝的恐龙幼仔骨架。这一情景显示它们是灾难性的集体死亡,而且死后尸体迅速在原地被埋葬(在世界其它地方的恐龙化石许多都有相似的死亡特征)。同时发现当地含化石的岩层是一种砖红色的粉沙岩层,这种由大量火山灰堆积而成的沉积岩正是形成化石的最佳环境。可以推测那次环境剧变的过程相当突然和短暂(新星爆发时突然变亮的时间往往只有几天至几个月)。因为,如果地球环境是在较长时间逐渐变化,恐龙种群是缓慢消亡的话,它们的繁重肯定会受极大的影响,而不会留下这么大量埋没时间相对集中的恐龙蛋化石和整窝恐龙幼仔化石。所以,大多数恐龙应是在生存环境一直基本正常的情况下因突然降临的毁灭性灾难而大批死亡。

  一切都在变化流动;

这生动的一幕再次还原了白垩纪灭绝地球上大部分动植物的这场巨大的小行星撞击灾难,让我们对小行星撞击地球的破坏力和影响有了更深刻的认识。灾难已经过去了6600万年,撞击那一刻的证据,或者说快照终究还是锁定在生物体的化石中了。

责任编辑:

大量的石油和煤藏以及体现当时地球环境特征的动植物化石均显示,白垩纪末期以前,地球大气层的密度和厚度远远超过现在,地表较为平坦,全球都是非常温暖潮湿的气候环境。那时极地和赤道温差很小,20世纪80年代,加拿大地质学家曾在北极圈内的埃尔斯米尔岛发现了一片以水衫为主的化石树林,林中还有鳄等动物化石,说明极地曾具有热带的气候环境。自然环境是决定生命存在 形态的主要因素,地球大爆发后,当那些身躯硕大的恐龙赖以生存的湿热环境不复存在时,即使有一些幸存下来的也无法适应改变的相对寒冷干燥、有冷暖季节区分的气候环境而继续生存。所以,大多数恐龙的绝迹便自然而然了。

  一切形象都在与生俱来的变易中形成。

这项研究下周一将发表在《美国国家科学院院刊》上。

还有一部分幸免于难的恐龙以及一些早在侏罗纪就已经进化为原始鸟类、哺乳类的动物(如由翼龙进化的始祖鸟),遵循物竞天择、适者生存的自然法则,在相对恶劣的环境中,经过7000万年不断演变,大多数物种改变了原来的形态,由变温的冷血动物进化为耐寒的能调节体温的热血动物(鸟类、哺乳类及人类)。当然,每次大规模物种进化后,总会有一些物种保留原状。像鱼类进化为两栖类后,鱼类还延续生存一样,爬行类中也有极少数至今仍然保持了7000万年前恐龙的原始形态。

  奥维德《变形记》

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地球岩层中的生物遗迹揭示,在生命进化史上,每隔一定时期就会发生一次物种大灭绝,白垩纪末期的恐龙灭绝不是唯一的灾难,在更早的年代中曾发生过多次。如发生在5. 4亿年前,绝大部分无脊椎动物在很短时间突然出现的寒武纪生命大爆炸现象,显示生物从单细胞向多细胞进化与爬行动物向哺乳动物进化一样,的确是一个突然的过程(有1984年发现的我国云南澄江化石群为证)。

  《给孩子的生命简史》第四幕“生命的历程”也充分地显示出,在多变的宇宙之中, 当数生命之变最无常。许多盛极一时的生物物种, 在周围生存环境发生剧烈突变后, 往往难以适应新环境, 无法继续生存,“忽喇喇似大厦倾”, 转眼间“灰飞烟灭”。这一现象被称为生物物种的绝灭。在相对短的时期内因重大灾变事件引起地球环境剧烈变化,从而导致大规模生物物种集群式消失的现象,便被称作“生物大灭绝事件”。

迄今没有明显的证据可以证明恐龙灭绝这种大规模生物灭绝是由小行星撞击引起的。但是,地球内部地质构造频繁变动的事实表明,周期性地壳构造变动引起的环境灾变在生命进化过程中始终起主导作用。当然,小规模的物种逐渐进化也是贯穿于整个生命演变过程。周期性天体爆发是所有行星在演变过程中不可缺少的重要环节。那些山脉中的海洋生物化石和海底石油矿藏就是解释恐龙时代因地壳剧烈变动而终结的最好说明。推荐阅读:地球到月球的距离

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恐龙灭绝的真正原因之说陨星碰撞

  美国西部大峡谷层层相叠的沉积岩层清晰地展示了“地层叠置定律”——顶部岩层的时代最新,底部岩层的时代最老

在这次灾难中绝灭的还有蛇颈龙等海洋爬行动物,有翼龙等会飞的爬行动物,有彩蜥等恐龙的陆生爬行动物亲戚,有菊石、箭石等海洋无脊椎动物;至于海洋中的微型浮游动植物,钙质浮游有孔虫和钙质微型浮游植物也几乎被一扫而光。

  自寒武纪生物大爆发以来,“生物大灭绝事件”发生了至少五次。这些事件致使当时全球生物的多样性骤减, 对整个生命演进产生了重大影响, 成为生命演化大戏中一幕幕惊心动魄的情节。

经过这场大劫难,当时地球上大约50%的生物属和几乎75%的生物种从地球上永远地消失了。

  “生物大灭绝事件”究竟是怎样发生的?这一问题的答案一直是全世界地质古生物学家们所致力探求的。

这真是一场大绝灭、大灾难。大绝灭的结果使得在距今6500万年这个时间的前后,地球上生物世界的面貌发生了根本性的巨变。这场大绝灭标志着中生代的结束,地球的地质历史从此进入了一个新的时代新生代。

  笔者的同事与好友, 中国科学院院士、中国科学院南京地质古生物研究所研究员沈树忠教授所领导的团队长年致力于生物灭绝问题的研究。近年来,他们在这一方面取得了骄人的成绩, 尤其在二叠纪地层学、二叠纪末生物大灭绝与环境变化、腕足动物古生物学等方面取得了一系列创新性成果。

恐龙灭绝的原因恐龙消失于6千5百万年前的白垩纪-第三纪灭绝事件,同时间还有许多生物也跟者灭亡,包含:菊石、沧龙科、蛇颈龙目、翼龙目、草食性的乌龟与鳄鱼、大部分鸟类、以及原始哺乳类[11]。自从1970年代以来,有许多研究试图探索这次灭绝事件的原因,并形成数个理论。通常的解释是一个撞击事件造成了灭绝,有些科学家提出其他理由,或者是几个综合事件导致这次灭亡。

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陨石撞击说在墨西哥的尤卡坦半岛上有一个叫做希克苏鲁伯的陨石坑(Chicxulub Crater),它和6500万年前的恐龙灭绝有什么关系?答案就隐藏在这层白白的岩石里。

  沈树忠

这层岩石被地质学家称为K-T边界(K-T boundary),意思是白垩纪-第三纪界限的标记线。

  中国科学院院士、

下层岩石中含有丰富的恐龙化石,但在K-T边界以上,恐龙消失了。

  中国科学院南京地质古生物研究所研究员

K-T边界岩石中含有铱,铱是一种稀有金属,在地球中的平均含量只有十亿分之一。然而这个岩层中的铱含量是正常含量的200倍。还能在哪里找到这么多的铱呢?在太空中。

  沈教授的研究表明,所有这些生物大灭绝事件几乎都伴随有剧烈的全球性环境变化。事件发生的前后都有地球内部活动引起的大规模火山喷发、外星体(巨大陨石)撞击地球事件等现象发生, 这些事件引发了全球性温度的剧烈变化、海洋酸化和缺氧, 所有这些都说明剧烈的气候环境变化是导致生物大灭绝发生的主要原因。

太空中的铱含量比地球高出1千倍。人们还在这层白色岩石中找到了冲击石英的证据,只有小行星才会留下这样的标记。高含量的铱和冲击石英,出现在地球上许多地方的第三纪界限岩层里。这种全球性的痕迹,只可能来自最猛烈的撞击。撞击的地点就在墨西哥的犹卡坦半岛。

  下图显示了地球历史上五次生物大灭绝与火山喷发、外星体撞击事件及全球性环境巨变的对应关系。让我们结合沈教授提供的资料, 走进这五次著名的生物大灭绝事件。

最重要科学发现,恐龙灭绝的原因是什么。6千5百万年前的这次撞击非常猛烈,人类历史上的任何事件都没法和它比。那时撞上地球的小行星或彗星,宽度大约是6英里。它以超过40倍音速的速度冲向地球表面。它的体积非常庞大,所以当它撞上地球时,前端已经碰到了地表,尾部却还在3万5千英尺的高空,相当于喷气式客机的飞行高度。撞击地球的是高山一样大小的一块巨岩。

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自相残杀说因为气候问题,使植物大量灭绝,从而使以植物为食的食草龙渐渐灭亡,而肉食者,也因为没有了食物,而变得地疯狂,自相残杀而灭绝。(疑点:既然是植物灭绝导致了恐龙的灭绝,为什么吃昆虫等的杂食性恐龙亦一同灭绝了,而其他的一些动物却安然无恙呢?)

  地球历史上五次生物大灭绝与火山喷发、外星体撞击事件及全球性环境巨变对应关系图,沈树忠教授供图

压迫学说恐龙的数目急增,在植物有限的情况下,造成了草食性恐龙的灭绝,接着靠食用草食性恐龙为生的肉食性恐龙也因为食物的不足而跟着死亡。(疑点:何以恐龙会在历经了长达约2亿年的生态平衡之后突然增加?为此学说成立的重要关键,也直接地造成了许多学者对恐龙异常增产的原因的探讨。

  第一次(奥陶纪末)生物大灭绝事件

气温雌雄说根据鳄鱼现今情况,鳄鱼的雌雄决定于处于卵期的气温,当气温高时,鳄鱼是雄性,当气温低时,鳄鱼是雌性,因为鳄鱼保持了恐龙的原始形态,所以卵的雌雄问题很可能与恐龙类似.因为6500万年前,地球气候陡然变化,气温骤升,导致几乎所有的恐龙卵都成雄性,所以雄性恐龙在无雌性恐龙继承下去的情况下,灭绝了。

  奥陶纪(即古生代的第二个纪)时期, 海洋生物十分繁盛。但到了奥陶纪末期, 距今约4.45 亿年前, 地球上约85% 的物种惨遭灭亡。依照物种灭亡的比例排序,这在五次生物大灭绝事件中位居第二;如果仅看生物在属一级层面上的消亡,则这次大灭绝位居第三。

海洋退潮说根据罗伯特-巴克的说法,海洋退潮,陆地之间相接壤时,生物彼此相接触或影响,因而造成某种类的生物绝种。例如袋鼠,袋鼠能在大洋洲这种岛屿大陆上生存,但在南美大陆上遇见别种动物就宣告灭亡。除了这种吃与被吃的关系以外,还有疾病与寄生虫等的传染与传播问题,恐龙有可能因此灭绝。

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物种老化说认为恐龙由于繁荣期间长达1亿6千多万年,使得肉体过于巨体化。而且,角和其它骨骼也出现异常发达的现象,因此在生活上产生极大的不便,终于导致绝种。

  寒武纪以来以科为单位反映的动物多样性变化示意图。横坐标上的数字代表距今的地质年代(即距今多少百万年);纵坐标上的数字代表动物以科为单位的数目;图中蓝绿黄橙色外缘轮廓线反映了近5 亿年来地球上动物多样性的变化。5 个向下深嵌的豁口代表5 次生物大灭绝事件。 沈树忠教授供图

恐龙中最具代表性的迷惑龙,体长二十五米,体重达三十吨,由于体型过于庞大,使动作迟钝而丧失了生活能力。

  古生物学家们较为一致地认为, 这次生物灭绝事件主要是由全球气候变冷引起的。当时南极的冰川扩大, 导致全球海平面大幅下降,海洋生物的生存空间骤减,尤其是浅海生物受到严重影响, 大量物种(特别是笔石动物、节肢动物中的三叶虫以及腕足类等)相继灭绝。值得指出的是,部分逃过这一劫的生物,不久又遭遇了全球气候变暖、冰川消融、海平面上升等一系列气候变化。在气候“抽风式”地突然由暖变冷、复又转暖的骤变中, 先前死里逃生的部分生物也遭到了灭顶之灾。此外,在中国南方奥陶—志留系之交的地层中, 科学家们发现了大量的火山灰层,说明此时地球上火山活动也十分频繁,这可能也是导致当时部分生物迅速灭绝的原因之一。

另外,三角龙等则因不断巨大化的三只角以及保护头部的骨骼等部位异常发达,反而走向自灭之途。

  第二次(泥盆纪晚期)生物大灭绝事件

(疑点:并非所有的恐龙体型都如此庞大,也有体长仅一米左右的小恐龙。另外,也有骨骼像鹿一般,能够轻快奔跑的恐龙。但为什么这种恐龙也同时绝种了呢?而且,异常发达的骨骼等部位,在冷血动物体内,推测能够吸收外界的温度,也能放出体内的热,以调节身体的温度,具有非常有利的功能。由此,我对于恐龙因种的老化而绝种的说法表示怀疑。)推荐阅读:月球背面的秘密

  泥盆纪(即古生代的第四个纪)晚期, 距今约3.77亿年, 发生了长时间的生物大灭绝现象。这一次生物大灭绝的持续时间较长, 历经约2000万年。其间大量海洋生物(约82% 的物种)灭绝,浅海的珊瑚几近全军覆没,深海珊瑚也遭受重创;泥盆纪早中期称霸海域的无颌类(如甲胄鱼等)基本上销声匿迹。相形之下, 陆地生物所受的影响较小。

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  初始全颌鱼生态复原图,朱敏教授供图

  泥盆纪晚期生物大灭绝的原因比较复杂, 科学家们至今尚未达成共识。最为流行的一个解释是泥盆纪晚期气候变冷, 温度降低, 导致温暖水域的大量生物礁消亡。

  对于气候变化如何具体地造成泥盆纪晚期生物灭亡, 科学家们也有不同的解释。如沈树忠教授提出, 泥盆纪晚期生物大灭绝最有可能的原因则是与温度变化相关的海平面变化导致海洋中形成缺氧环境;海水中氧气的缺乏导致大量喜欢富氧环境的生物灭亡。

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  鱼类、海百合与板足鲎生态复原图

  此外, 有证据表明, 泥盆纪晚期火山活动频繁,地外星体撞击地球事件也时有发生, 这些情况也必然造成环境的恶化。还有研究者认为, 泥盆纪时陆地植物的大繁盛, 不仅造成了大量有机碳的埋藏, 而且加速了陆地上岩石和土壤的风化, 这一过程中释放的大量化学元素进入了海洋, 与海水中的氧进行化学反应并形成氧化物,致使海底缺氧,从而导致海洋物种大量灭绝。

  不同生物学家的观点建立在不同证据基础和逻辑推

  论上, 实际上都有各自的道理。当然, 泥盆纪晚期生物大灭绝的原因,更有可能是上述多种因素的综合作用。

  第三次(二叠纪末)生物大灭绝事件

  二叠纪(即古生代的第六个纪, 也是最后一个纪)末,距今约2.5 亿年的生物大灭绝被公认为地球历史上规模最大的一次集群式灭绝事件。全球总共约57% 的科、83% 的属、96% 的海洋生物物种以及75% 的陆地生物物种灭绝了。繁盛于古生代海洋的众多生物门类或被“满门抄斩”, 或大幅度地减少。陆地生态系统几乎同时遭受重创, 很多陆生植物群基本完全消失, 而二叠纪晚期盛极一时的似哺乳类爬行动物, 也几乎全军覆没。若不是其中二齿兽类的一个属——水龙兽得以幸存,那么就不可能有后来的哺乳动物, 自然也就不会有今天人类的存在了。

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  繁盛于早三叠世的似哺乳类爬行动物水龙兽复原图

  故此,著名已故美国古生物学家普雷斯顿· 克劳德(Preston Cloud)曾不无感叹地说道:

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  普雷斯顿· 克劳德

  我们离被“连根拔掉”如此之近啊!

  近年来, 大量研究表明, 二叠纪末的生物大灭绝是一次全球范围的突发性灾变事件。 这一事件的发生与当时大规模火山作用引发的环境剧变密切相关, 而发生在西伯利亚的大规模玄武岩喷发很可能是此次事件的“罪魁祸首”。大规模火山喷发释放出大量甲烷等温室气体,造成气温迅速上升、野火频发, 二氧化碳浓度随之升高。

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  古兽类复原图,古兽类是现生哺乳动物的共同祖先,出现于中侏罗世

  海洋摄入大气中的二氧化碳后,pH 值逐渐降低,海洋酸化并形成缺氧环境。地球生态系统突然间全线崩溃, 这一过程发生在短短 6 万年中,在地质年代尺度上真是“ 一瞬间”啊。

  第四次(三叠纪末)生物大灭绝事件

  三叠纪(即中生代的第一个纪)末, 距今约2 亿年的生物大灭绝同样使海陆生态系统同时惨遭重创, 海洋生态系统中约52% 的属和76% 的种灭绝,陆地生态系统中的两栖类和部分爬行类受到沉重打击而消亡。

  这一生物大灭绝事件的发生主要与多起彗星/ 陨石

  撞击地球事件, 以及大规模火山爆发所引发的气候变化有关。“泛大陆”( 即二叠纪时的超级古陆)的解体, 导致了大规模火山喷发, 释放出大量二氧化碳与二氧化硫等温室气体, 造成全球气温的迅速上升。同时,火山作用还可以触发蕴藏在各大陆和大陆架沉积物中的大量甲烷等温室气体在短时间内快速释放, 这些温室气体大量进入大气, 进一步加剧地表环境的恶化。此外, 彗星/ 陨石撞击地球事件以及大规模火山爆发所排放的大量二氧化碳,还可能会酸化海洋, 致使大量海洋及陆地生物的灭绝。

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  侏罗纪陆地上部分生物群复原图

  “衰而后生”, 正是这次大灭绝事件, 给恐龙腾出了广阔的生存空间,使恐龙成为侏罗纪时期的陆地主宰。

  第五次(白垩纪末)生物大灭绝事件

  在五次大灭绝中, 白垩纪(即中生代的第三个纪,也是最后一个纪)末这次距今约6500 万年的生物大灭绝, 是科和属一级的生物灭绝率最低的一次事件。据生物学家推测, 只有16% 的海洋动物科和47% 的属灭绝。但由于白垩纪生物大灭绝标志着“恐龙时代”以及中生代的终结(包括巨型“海怪”以及翼龙类的灭绝), 它成为公众心目中最著名的生物灭绝事件。

  第五次生物大灭绝事件之所以受到科学界之外的媒

  体与公众的广泛关注, 还有另一原因。曾有一种“地外星体撞击假说”盛行, 这一假说声称恐龙绝灭是由于一颗直径约10 公里的小行星在白垩纪末撞击地球所致。这种说法吸引了公众与媒体的注意, 使得这一次的生物大灭绝一时成为热门话题。

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  白垩纪陆生生物群复原图

  20 世纪80 年代初,笔者在美国伯克利大学加州分校留学时, 正是“地外星体撞击假说”在学术界引起激烈争论的时候。持有不同观点的学者围绕这一话题展开了热烈的辩论, 而辩论双方恰好都在学校的地学大楼里办公。其中一方是楼上地质系的教授瓦尔特· 阿沃若兹,另一方是古生物学系教授、笔者的导师比尔· 克莱门斯。在此之前, 瓦尔特跟他的同事在意大利古比奥地区白垩/ 第三系之交的地层中发现了大大超出常量的铱元素。起初他们并不知道铱元素异常富集的意义何在, 碰巧瓦尔特的父亲路易斯· 阿沃若兹是化学系教授,并且还是诺贝尔化学奖得主,他告诉瓦尔特, 铱是铂族元素,一般来自陨石,而地层中本身含量很低。地层中的铱元素远超正常含量, 说明地层沉积时, 很可能有极大的地外星体或众多的陨石撞击过此地。听了父亲的解释, 瓦尔特茅塞顿开!于是, 父子俩便共同提出了“白垩纪末小行星撞击地球导致恐龙灭绝的假说”。这一假说由于其新奇性立即引起媒体的极大关注, 并在公众中迅速传开,成为大家茶余饭后的谈资。

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  克莱门斯教授是研究早期哺乳动物演化的专家,对白垩/ 第三纪之交的脊椎动物演化史烂熟于心。他对阿沃若兹父子的假说并不信服。他知道包括恐龙在内的很多生物类群在白垩纪末之前就已经逐渐衰落, 这些生物的突然灭绝不太可能是一颗小行星一“撞”而就的。他曾在《科学美国人》上撰文反驳阿沃若兹父子的假说,文章题为“恐龙如此终结:不是砰然一响而是一阵长咽”(典出美国诗人艾略特《空心人》中的名句:“世界如此终结:不是砰然一响而是一阵长咽。”)。

  近30 年来的众多研究表明,克莱门斯教授所强调的这种渐变式灭绝模式可能是由于化石记录的不完整性对人们造成了一定误导, 生物学家们普遍认为,不能排除白垩纪末有一次突发式的灭绝事件的可能。尤其是后来研究者们在墨西哥湾发现了巨大的地外星体撞击坑, 还发现了印度德干玄武岩大规模喷发的迹象。越来越多的证据显示,小行星撞击地球与火山喷发所造成的环境剧变,导致白垩纪末生物大灭绝事件的发生, 这种推论并非不可能。

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  白垩纪末地外星体撞击地球留下的巨大陨石坑

  笔者认为, 克莱门斯所强调的显然也是事实。极有可能的一种解释是:在白垩纪结束之前,包括恐龙在内的一些生物类群已经迅速地走下坡路, 处于苟延残喘的境地;小行星撞击地球与火山喷发无疑是雪上加霜,极可能成了压断骆驼背的最后一根稻草—不, 更为准确地说,应该是致命的一根钢梁铁柱!

  值得一提的是,2013 年2 月15 日,一颗小行星与地球擦肩而过, 与地球的最近距离仅2.77 万公里, 差点儿撞上地球, 这一情况着实让当时知情的天文学家们捏了一把汗。显然, 如上所述, 在漫长的地球历史上, 我们居住的这颗星球并非总是如此幸运。

  (文章摘自《给孩子的生命简史》)

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  苗德岁

  首位获“北美古脊椎动物学会罗美尔奖”的华裔学者,博士后,拥有地质学与动物学双博士学位。本科就读于南京大学地质系,后在中国科学院古脊椎动物与古人类研究所获得理学硕士学位。1982年赴美学习,曾在加州大学伯克利分校进修,后获怀俄明大学地质学、动物学博士学位,芝加哥大学博士后。1989年至今供职于堪萨斯大学自然历史博物馆暨生物多样性研究所。1996年至今任中国科学院古脊椎动物与古人类研究所客座研究员。

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