大约6600万年前,一颗小行星撞击地球,消灭了地球上四分之三的动植物物种,最引人注目的是恐龙。但撞击究竟如何导致这些灭绝,一直是激烈争论的主题。根据发表在《地球物理研究杂志:生物地球科学》上的一篇新论文,撞击会产生巨大的尘埃云,使高层大气过热,将无法躲避的生物烤焦,并引发广泛的野火。

正如之前报道的那样,最广为接受的解释是“阿尔瓦雷斯假说”,以已故物理学家路易斯·阿尔瓦雷斯和他的地质学家儿子沃尔特命名。1980年,他们提出灭绝事件可能由一颗巨大的小行星或彗星撞击地球引起。这一结论基于对全球白垩纪-古近纪边界(K-Pg边界,以前称为K-T边界)沉积层的分析,其中含有异常高浓度的铱——一种在小行星中比在地球上更常见的金属。(同年,荷兰地球物理学家扬·斯密特独立得出了类似结论。)

自那以后,科学家们确定了一个可能的撞击地点:墨西哥尤卡坦半岛的希克苏鲁伯大陨石坑,由地球物理学家在20世纪70年代末首次发现。造成该陨石坑的撞击体足够大(直径在11到81公里之间),足以熔化、冲击并喷射出地球深处的花岗岩,可能引发了巨型海啸,并将汽化的岩石和硫酸盐喷射到大气中。据估计,撞击释放的能量比1945年投放在广岛和长崎的原子弹高出十亿倍以上。

这反过来对全球气候产生了毁灭性影响,导致大规模灭绝。2022年,科学家提出,许多物种灭绝而其他物种幸存的一个原因可能是撞击发生在春季(至少在北半球),从而中断了许多物种的年度繁殖周期。

这篇最新论文将之前的撞击模拟与地质观测相结合。初始撞击后,一些岩石蒸汽冷却并凝结,形成了称为球粒的微小岩石液滴。这些球粒在穿过地球大气层落到地表时会产生强烈的热脉冲——相当于烤箱的烤架。但科学家长期以来一直认为,该脉冲的温度不足以引发野火或烤死白垩纪的生物。

然而,合著者、普渡大学行星科学家布兰登·约翰逊在2023年新证据出现时产生了兴趣:一层极细的撞击后尘埃。他认为这些尘埃可能由未凝结成球粒的剩余岩石蒸汽形成。加上大气中尘埃的影响,“我们进入了可能在最初一两个小时就杀死所有生物的领域,”约翰逊说。

一旦作者在模型中考虑了细尘埃,他们发现恐龙和其他生物会受到相当于人类致命辐射剂量17倍的辐射热,这很可能是致命的,会灼伤即使是厚皮恐龙的皮肤,并导致中暑。虽然辐射热可能不足以直接点燃木材,但作者得出结论,它足以点燃草、地衣和松针,从而间接引发野火。

“那么多动能必须去某个地方,最终转化为热量,”约翰逊说。“由于尘埃云捕获热辐射,地表及其上的一切就像被烤焦一样。这就是杀死恐龙和其他动物的原因。这不是……”