探索白垩纪-第三纪灭绝事件之谜

　　白垩纪-第三纪灭绝事件印度德干高原火山起了作用

　　　　GertaKeller的最新发现将她从研究的边缘拉回到前沿
　　越来越多的科学家在白垩纪第三纪灭绝事件上支持“组合拳”的提法，即德干火山作用让很多物种失去活动能力甚至灭绝，随后希克苏鲁伯火流星到来，给了这些生物最后一击。
　　在印度西南部，一处名为Sinhagad堡垒的废墟矗立在德干高原的断崖上。放眼望去，赭石色调的火山山脊一览无余。假若将时钟倒回至约6600万年前，这个可登高望远的地方正是人间地狱。当时，印度还是一个半岛，并且跨越留尼汪岛的潜在危险地区：一处岩浆喷泉从地下深处喷涌而出；在地球历史上最大规模的一次火山活动中，在75万年的时间里，岩浆淹没了一处和蒙古国面积相当的地方。
　　一项长期存在且愈发激烈的科学争论，关注的便是几乎在同一时间发生的灾难性灭绝。不过，时至今日，这个崎岖的地带对于该争论来说仍是一处“零地带”。一方认为，当时德干高原的火山活动喷出了足够的二氧化碳，致使全球温度骤升。同时，硫磺气体将海洋变酸，为四分之三的地球生命形态包括非鸟翼类恐龙带来致命性的后果。另一方阵营则在过去的几十年中占据支配地位，将当时的生物灭绝归因于单一的“杀手”——一颗小行星的影响。
　　拯救火山作用假说
　　近日，在《科学》杂志网络版上，支持火山作用的一方获得重大推进。对于该争论中最具争议性的人物之一、美国普林斯顿大学古生物学家GertaKeller而言，情况亦是如此。
　　在该论文中，她和同事报道了德干高原火山活动各主要阶段的精确日期。与那些认为岩浆倾泻发生得过早，因此并未在生物灭绝过程中发挥作用的观点相反，他们提出当时的火山作用贯穿了白垩纪第三纪灭绝事件。
　　这些最新发现可以看作是拯救火山作用假说的最新举措。该观点在1991年淡出。当时，研究人员在尤卡坦半岛确认了来自300公里宽的希克苏鲁伯陨石坑的残留物。这是一颗10公里宽的小行星或彗星在白垩纪结束前的3.2万年间同地球相撞时留下的“伤疤”。从那以后，日益增加的证据暗示，小行星或许并不是当时生物灭绝的唯一杀手。
　　在地质编录记载的12次被称为玄武岩流的大规模岩浆流中，有4次直接早于大规模生物灭绝事件。很多古生物学家认为，在希克苏鲁伯撞击事件为白垩纪谢幕之前，很多物种已经灭绝，或者数量出现骤减。“钟摆似乎倒向了火山作用假说。”来自伯克利地质年代中心的PaulRenne表示。
　　如今，越来越多的科学家在白垩纪第三纪灭绝事件上支持“组合拳”的提法，即德干火山作用让很多物种失去活动能力甚至灭绝，随后希克苏鲁伯火流星到来，给了这些生物最后一击。“这篇新论文无意削弱希克苏鲁伯撞击事件所起的作用。”中科院南京地质古生物研究所古生物学家ShenShuzhong表示，但就目前来看，“很难否认”德干火山作用和生物大灭绝之前的联系。
　　或许很难，但并非不可能。支持希克苏鲁伯撞击事件的核心人物否认火山活动起到过任何作用，并且不为新发现所动。“问题的关键在于德干高原真的是大灭绝中的一个影响因素吗？我认为不是。”加拿大卡尔加里大学地质学家AlanHildebrand说，“我所看到的是人们在千方百计地寻找一些并不符合希克苏鲁伯撞击事件假说的证据。”
　　固执的古生物学家
　　让这场论战一直不停息的正是Keller。“我可能是有点固执。”Keller说，但很多沉默的人知道我是对的。
　　现年69岁的Keller在瑞士一家奶牛场长大，有11个兄弟姐妹。1964年，由于极度贫苦，同时感到自己待在家中没有未来，她开始了几个月的徒步旅行并在澳大利亚落脚。几年后，Keller前往美国，并在1978年获得斯坦福大学古生物与地质学博士学位。
　　当时，地球科学正处于一个令人兴奋的时刻。1980年，Luis和WalterAlvarez这对父子兵以及两位同事在《科学》杂志上发表了一篇具有标志性意义的论文，提出了行星原因导致白垩纪第三纪灭绝事件的观点。他们给出的确凿证据是高含量的铱出现在此次灭绝事件留下的沉积物中。因为一些元素已在地球地壳中消失但在陨石中含量丰富，他们据此认为这些元素来自一颗同地球相撞后将富含铱的碎片抛向地球的小行星。
　　这个在当时具有挑衅性的想法吸引了公众的注意力，但那些支持逐渐灭绝成因论如长期火山作用的科学家对此反应冷淡。
　　很快，这场争论变成个人之间的论战。曾在1968年获得诺贝尔物理学奖的LuisAlvarez嘲笑古生物学家是“集邮者”。弗吉尼亚理工学院暨州立大学古生物学家DeweyMcLean则支持火山爆发导致白垩纪第三纪灭绝事件的说法。而Renne认为，Luis并不是一个温和的人，“很多拥有不同观点的人都要受他摆布”。
　　1984年，在搬到普林斯顿大学后，Keller开始涉足这场纷争。她认为，海洋生物化石和一些其他指示生物同希克苏鲁伯撞击事件的理论并不相符。“数据显示，生物大灭绝并非瞬间发生。”
　　1988年，Keller同支持希克苏鲁伯撞击事件假说的阵营进行了首场论战。那是在犹他州举行的一场关于全球性灾难的研讨会上。当Keller开始发言时，“甚至连简介都没做完就被喊停”。她回忆说，任何敢轻易质疑希克苏鲁伯撞击事件假说的人，都会被告知“你根本不知道自己在做什么。所有的言论都是愚蠢和可笑的”。
　　当时，Keller正逐渐获得“顽固”的声誉。
　　从边缘回到前沿
　　作为上世纪80年代的研究生，受希克苏鲁伯撞击事件假说鼓舞的Hildebrand开始了寻找陨石坑的旅途。1990年，他听闻曾有地球物理学家为一家石油公司开展地质调查时，在尤卡坦半岛上的希克苏鲁伯村发现了一处埋于地下的巨大裂痕。随后，Hildebrand同其中一位专家取得联系。他们从石油公司获得了岩芯样本，并发现了只有火流星撞击或原子弹爆炸才会形成的冲击石英和玻璃球体。于是，他们在尤卡坦半岛上分头出动，找到了地质灾害留下的地面岩层，包括位于铱含量丰富的地层之下的几米厚且分层规律的砂岩。一些研究人员提出，当火流星猛烈撞向海洋时，一场巨大的海啸将岩层推向此处。
　　当海啸证据看上去势不可挡时，Keller已作好了继续前行的准备。墨西哥研究人员帮她探明了该陨石坑中与白垩纪第三纪灭绝事件相关的岩层。在接下来的十年间，Keller多次前往尤卡坦半岛，并提出很多非凡的观点。她和同事找到了微小水生生物的化石及其洞穴，认为因海啸产生的沉积岩实际上是在几千年的时间里形成的。随后，Keller还提出，希克苏鲁伯撞击事件发生在白垩纪第三纪灭绝事件前的30万年间，而且其影响很短暂，不会触发生物灭绝。
　　此后，Keller、普林斯顿大学地质年代学家BlairSchoene和其他人加入对锆石的寻找队伍中。当锆石结晶时，会将铀原子困在其中，而这能把微小晶体变成持续几十亿年的精准“计时器”。放射性元素会衰变成处于半衰期的铅，因此这两种元素同位素的比率可反映晶体的形成时间。锆石在玄武岩中非常少见，但在爆发式火山喷发留下的富含硅的灰烬中很常见。Schoene团队发现这种被以往地质年代学家忽略的灰烬“镶嵌”在溢流玄武岩的岩层中。他们挑选的锆石使其得以作出结论：从白垩纪第三纪灭绝事件前推25万年，出现大规模火山爆发，并且持续了约75万年。
　　下一步将精确分析这些火山爆发如何导致物种灭绝。目前，Keller团队正在寻找白垩纪第三纪灭绝事件前的50万年间伴随德干火山爆发而来的海洋酸化证据。很多同行认为，此次最新发现将Keller从边缘拉回到前沿。她则笑着表示：“至少我不希望再遇到满怀敌意的对待。”