小行星又要“背鍋”了:不僅導致恐龍滅絕,還引發全球變暖

在小行星撞擊之後,地球上的高溫可能持續了10萬年。

最多也就用了幾秒鐘吧,一顆跟曼哈頓差不多大的巨石,旋轉著從浩瀚無垠的太空墜落下來。它穿透地球稀薄的大氣層,在下落的過程中燃燒起來,然後撞到了地殼,在位於如今墨西哥尤卡坦半島的地方,撞出了一個深約32千米的巨坑。

小行星又要“背鍋”了:不僅導致恐龍滅絕,還引發全球變暖

當然,這顆隕石導致了非禽類恐龍的滅絕,怎會不是它呢?到最後,地球上有75%的物種因那場大災變而消失。過去25年間,我們已經見慣了那場大災變的圖景:地獄之火從天而降,引發了大規模的森林大火;陽光被煙塵遮蔽,地球氣溫下降,因小行星撞擊形成的“冬天”持續了很多年。

不過,那個“冬天”之後發生了什麼,我們就不太清楚了。科學家認為,那顆在大約6,600萬年前撞擊地球的小行星,最終引發了一段漫長而又劇烈的全球變暖期。碰撞發生時,堅固的石灰石被汽化成氣體,大片的森林被焚燒殆盡。這讓大量能夠吸收熱量的二氧化碳在短時間內進入大氣層,縱觀整個地球歷史,其增加速率似乎只有近些年來自工廠、汽車、飛機和現代工業的碳排放汙染可與之比擬。

近日,一項刊於《科學》雜誌的研究發現了那段全球變暖期的新證據,並將之置於一種可怕的背景之下。那顆小行星在地球上撞出32千米深的巨坑,或許只用了幾秒鐘時間,但論文作者表示,地球上的氣候花了大約10萬年時間才恢復正常。

該研究認為,在撞擊發生後的10萬年間,地球的平均氣溫升高了5攝氏度。值得注意的是,研究人員不僅用計算機模型支持了這種推斷,而且還找到了來自那段時期的直接觀察證據。通過分析在撞擊發生前、中、後時期,生活在如今突尼斯地區的魚類的骨頭,科學家得以發現當時全球變暖的信號。

小行星又要“背鍋”了:不僅導致恐龍滅絕,還引發全球變暖

“我們認為,我們找到了當時全球變暖最好的證據,而且是非常嚴謹的證據。”該研究論文的作者之一、密蘇里大學地質學教授肯尼斯·麥克勞德(Kenneth MacLeod)說,“我覺得,這是在記錄那段時期的氣溫歷史時,取得的一個重要進步。”麥克勞德指出,小行星撞擊地球后出現的大規模變暖現象,無疑為如今氣溫上升的世界敲響了警鐘。

關於氣候,魚骨頭能告訴我們什麼呢?有很多,多到令人驚訝。麥克勞德表示,它們充當了一種“遠古溫度計”,即便經受了數千萬年的其他干擾,它們仍將史前時期的溫度記錄了下來。倒不是因為骨頭上的魚腥味,而是保存在骨頭硬組織中的氧原子。

當氧原子發生“礦化作用”時——也就是氧原子從水中分解出來,成為牙齒或骨頭的組成元素——它會以特定的方式進行。與較輕的氧原子同位素相比(擁有8個質子和8箇中子,即氧-16),較重的氧原子同位素(擁有8個質子和10箇中子,即氧-18)更有可能進入新的骨頭中。麥克勞德說,這些較重的原子被優先礦化時存在特定的速率,而當溫度升高時,這個速率會以可預測的方式減緩。

“氣溫每上升5攝氏度,就會有一個氧-18原子停留在水中,而不是被礦化。”他說,“利用現代質譜儀,我們可以測量出碳酸鹽中(比如骨頭裡)氧-16和氧-18的比值,精確度達到0.1‰。”即使在考慮了誤差因素之後,這仍然意味著,研究人員可以檢測到事件發生數百萬年後1-2攝氏度的氣溫變化。

謝菲爾德大學的氣候學家大衛·比爾林(David Beerling)沒有參與上述研究,但他表示,該研究很有價值。2002年,比爾林等科學家首次提出,在希克蘇魯伯撞擊發生後(即形成墨西哥尤卡坦隕石坑的那次撞擊),地球曾出現過一段變暖期。他表示,當時論文所估測的溫度是假定的,主要基於計算機模型。“海洋沉積物記錄(為地球變暖)提供的支持是受歡迎的,而且會重新激起人們的辯論。”他說。

研究人員證實地球曾經歷長達10萬年的變暖期,這也引出了一個新問題:導致恐龍滅絕的因素是否包括全球變暖,而不僅僅是“小行星撞擊”?此前的研究認為,最後的非禽類恐龍在希克蘇魯伯撞擊發生後,又生存了大約3萬年——這意味著,至少某些恐龍挺過了撞擊之後形成的“冬天”。

麥克勞德還沒有下定論認為全球氣溫升高最終導致了恐龍滅絕,他說自己目前正在跟另一位學者合作,以確定“最有可能導致不同受害者滅亡的具體機制”。

小行星又要“背鍋”了:不僅導致恐龍滅絕,還引發全球變暖

“目前,我們可以肯定地說,對於那些在白堊紀末期和古近紀早期掙扎求生的物種而言——其中包括挺過了小行星撞擊和之後‘冬天’的恐龍——氣候變暖是另一項不利因素。”麥克勞德指出。

在這項研究中,對人類而言可能還有更多的壞消息。雖然科學家認為,撞擊發生後地球大氣層中充滿了二氧化碳,但他們無法確定到底有多少二氧化碳被釋放出來。一項研究發現,地球大氣層中的二氧化碳含量在撞擊後增加了五倍。“但那真的很多,那只是其中一項研究的結論,而且地質學家估測不同時期二氧化碳含量的能力是出了名的差。”麥克勞德說道。

如果二氧化碳含量增加五倍的估測是準確的,那麼,麥克勞德及其同事通過魚骨推斷當時氣溫上升了5攝氏度,也是說得通的。現代最好的氣候模型預測,在大量二氧化碳被釋放出來後,如此大幅度的氣候變暖是有可能的。

然而,更多的研究認為,當時並沒有那麼多二氧化碳被釋放到地球大氣層中。這些研究人員說,小行星撞擊或許只讓大氣層中的碳含量增加了一倍。“如果實際只增加了一兩倍,如果我們估測的氣溫上升5攝氏度是全球範圍內的平均水平,那麼,氣候模型就低估了氣溫上升的幅度。”麥克勞德說。

換句話說,現代氣候模型可能低估了當前二氧化碳含量增加可能導致的全球變暖程度。情況會非常糟糕:這也許意味著,相較於政府間氣候變化專門委員會(IPCC)目前預測的本世紀末全球氣溫上升值,實際的上升值或許是它的兩倍。

“檢驗一種模型,要看它們是否能夠再現我們曾經觀測到的現象,而二氧化碳含量在過去100年所發生的變化是我們此前從未見過的。”麥克勞德說,“或者,至少是我們在過去6,600萬年從未見過的。”

不過,二氧化碳如此急劇增加,這樣的情況離我們還很遠。就目前而言,10萬年的地球變暖期——僅僅由區區百年的碳排放造成——已經夠令人擔憂了。“明顯的類似之處在於,我們在過去一個世紀所做的事情,將需要另一個10萬年才能恢復到原先的狀態。”麥克勞德說,“簡單地停止碳排放並不能讓我們回到從前,因為那些二氧化碳需要很長時間才能從我們的系統中循環掉。”

聽上去真的很麻煩。

翻譯:何無魚

校對:其奇

造就:劇院式的線下演講平臺,發現最有創造力的思想


分享到:


相關文章: