在導致非鳥類恐龍死亡的大滅絕事件中，翼龍正飛過一片火山地貌。
繪製：STOCKTREK IMAGES, NAT GEO IMAGE COLLECTION
6600萬年前，一顆巨大的小行星撞擊地球，在尤卡坦半島，也就是今天的墨西哥小鎮希克蘇魯伯，留下了直徑超過177公里的隕石坑。死亡瞬間籠罩整個星球。5萬立方公里的物質被拋向空中，從而導致了持續幾十年的冬季和酸化的海洋。當一切再次恢復正常，包括很多恐龍在內，地球上四分之三的物種都死去了。
但就事後的結果來看，這倒也不全是壞事。
由36名科學家參與的國際合作研究表明，在白堊紀末期的這次大滅絕中，海洋起到了緩和作用：在小行星撞擊地球的同時，世界各地的火山正大規模噴發。古代印度，即德干地盾的火山高原釋放出大量溫室氣體，海洋吸收了其中的一些，抑制了全球變暖，否則那些在小行星撞擊後倖存的早期哺乳動物和其他物種也會遇到麻煩。
多項研究顯示，當小行星撞擊地球的時候，這次史詩級火山噴發已經持續了40萬年，一些科學家認為，火山氣體可能也與大滅絕有關。但根據對當時全球氣溫的最新估測，大規模火山噴發似乎不太可能導致恐龍滅絕。這項研究發表於1月16日《科學》雜誌。
小行星才是幕後黑手：它給海洋浮游生物帶來了巨大的影響，緩和了後面的全球變暖幅度，因為火山噴發又持續了30萬年。
浮游生物的秘密
研究合著者、耶魯大學的古生物海洋學家Pincelli Hull說，根據海底泥濘的沉積物樣本，長有鈣質殼的浮游生物突然消失的同時，小行星撞擊地球並落下一層小顆粒。
“由於小行星撞擊對這些物種的影響最大，我們認為，撞擊釋放的硫和一氧化二氮導致了海洋酸化，從而溶解了它們的外殼，”Hull說。這就像把一支粉筆（成分類似浮游生物的鈣質殘骸）扔進醋裡。當然，海洋的酸度沒有那麼強，所以浮游生物的外殼溶解的速度會慢得多，而且也沒有氣泡。
這些沉積物也告訴我們，隨著時間推移，全球氣溫發生了怎樣的改變。Hull解釋說，這種變化可以反映出，德干地盾的火山釋放出的氣體（包括二氧化碳）帶來重大影響。
“樣本中那些來自深海的細泥漿，其稠度簡直和牙膏不相上下，”Hull說：“它與陸地上我們熟悉的泥漿不一樣，不是由岩石構成的，而是鈣質浮游生物的微觀化石。它們死後，紛紛落到了海底。”
僅分析海底沉積物各層中的浮游生物，就可以瞭解當時的海洋氣候，有一些物種“的價值相當於在北極發現了棕櫚樹”，Pincelli說。
而外殼的化學成分則包含了更多信息。
海洋溫度會影響浮游生物選擇哪種碳和氧的同位素融入保護殼。研究人員把從世界各地收集的深海泥漿數據結合在一起，重建了全球氣溫在幾十萬年裡的變化情況。
未來的劇變
為此，研究人員採用了一個計算機模型，用方程式計算各個時期地球溫度變化和碳循環之間的關聯，也包括現在的情況。
去年2月，《科學》雜誌發表了兩項研究，一場持續了40年的爭論再次引起關注，而這個模型幫助解決了這場爭論。
最有可能的情況是這樣的：德干地盾溫室氣體釋放出來的時間，要麼是在白堊紀末期大滅絕前20萬至35年，要麼是在滅絕前後。佛羅里達大學的地質年代學家Courtney Sprain和同事在發表於去年2月的論文中，首次暗示兩種可能性的概率一樣。
“看到這項研究支持我們的發現，我很激動，”Sprain說，去年的兩項研究都認為，一半的氣體是在小行星撞擊後噴發出來的。但地質年代學家Blair Schoene則提出了不同的看法：他提出，火山活動發生於滅絕事件之前的10萬年裡，導致環境被破壞，再加上小行星撞擊，全球物種遭到毀滅性打擊。
新的計算機模型不支持這種假設，它認為，在小行星撞擊地球之前，全球氣溫已經下降。
但問題還沒有解決：大滅絕前後，共釋放出了多少氣體？看看距離小行星撞擊最近的明顯升溫時期，那是在大滅絕前20萬年前，升溫幅度最高約2度。另一次不那麼明顯的升溫則是在大滅絕後大約20萬年。
但耶魯大學的地球化學家、新模型的共同創建者Donald Penman表示，升溫幅度不那麼高，並不意味著德干地盾的火山釋放出的氣體會減少。這背後也許還有一個更有意思的解釋。
“這個模型顯示，在大部分鈣質殼浮游生物滅絕後，它們用來打造外殼的化合物不斷累積，海洋因此吸收了更多火山釋放的二氧化碳，從而減輕了全球變暖的影響。”
英國布里斯托爾大學的微體古生物學家Heather Birch沒有參與建模，她也同意在小行星撞擊地球后，浮游生物的組成出現了很大變化，這可能影響了碳的吸收。但Birch警告說，“只有一小部分浮游生物會變成化石，我們需要更多研究才能瞭解大量二氧化碳是如何被吸收的”。
現在人類造成二氧化碳濃度上升，海洋再次酸化，氣候變化每況愈下，還會出現拯救我們的鈣質殼浮游生物大滅絕嗎？
Hull說，不要太緊張。在白堊紀末期浮游生物滅絕後，到海洋開始吸收更多的二氧化碳，這之間的幾千年裡氣溫一直在上升。而在人類社會的時間尺度上，這意味著我們將迎來數千年的劇變。
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