大约 6600 万年前,一颗直径 7.5 英里(12 公里)的小行星撞击了现今墨西哥的尤卡坦半岛。撞击使岩石蒸发,引发野火,并产生一团烟尘,使整个星球变暗并变冷。这些不适宜生存的环境导致地球上 76% 的物种灭绝,包括恐龙。 如今,科学家们已经调查了这些烟尘中有多少来自野火,有多少来自被称为 Chicxulub 撞击坑的洞穴岩石中的煤和石油等较古老的物质。研究小组于 9 月 28 日在《美国国家科学院院刊》上报告称,陨石坑和两个遥远的深海地点的沉积物的化学成分表明,最初的碳波来自快速加热的化石源。研究小组得出结论,野火产生的烟尘后来加剧了地球经历的“撞击冬天”,甚至可能延长了时间。 宾夕法尼亚州立大学地质学家、新研究报告合著者谢尔比·莱昂斯 (Shelby Lyons) 表示:“有多个过程影响了灭绝事件。”她说,这篇论文表明,岩石中的碳也起了一定作用。 几十年来,研究人员一直在世界各地的沉积物中寻找可追溯到恐龙灭绝时期的燃烧碳化合物。这些化合物包括木炭、烟灰和称为多环芳烃 (PAH) 的化学物质。 “这些化合物通常是在加热时形成的,”莱昂斯说。“你可以在烤肉时发现它们,你可以在汽车尾气中找到它们,你可以在加州野火产生的烟雾中找到它们,你可以在留下的木炭中找到它们。” 康涅狄格大学古气候学家 Clay Tabor 表示,关于撞击产生的热脉冲强度以及由此引发的野火仍然存在争议,他没有参与这项研究。这引发了人们对火灾(燃烧植物、破坏栖息地并向大气中排放滚滚浓烟)和数百万年来腐烂的动植物形成的化石燃料的相对重要性的问题。“无论如何,烟尘似乎在灭绝中扮演了重要角色,”Tabor 在一封电子邮件中说。“这篇论文是了解燃烧标记来源的重要一步。” 为了探究这些物质的来源,莱昂斯和她的同事们检查了陨石坑以及南大西洋和印度洋两地的样本。他们重点研究了多环芳烃——由碳原子融合在一起形成的化合物,这些化合物有点像铁丝网。多环芳烃是在碳受热时产生的,无论是在地壳中缓慢发生还是在火灾中几秒钟内发生。 莱昂斯和她的团队观察到的大多数多环芳烃都有独特的形状。莱昂斯说:“这种物质的特性看起来像是……燃烧得非常快,但它的最初来源是古老的碳。”她说,当野火席卷整个大地时产生的多环芳烃会有不同的化学结构。 莱昂斯和她的团队估计,大约有 7.5 × 1014 到 2.5 × 1015 克(约相当于 7550 座帝国大厦的重量)的古老碳被喷射到天空,并在数小时内传遍了全球。这些烟灰,以及来自蒸发岩石的大量灰尘和含硫化合物,会遮挡阳光,并引发寒冷、黑暗的撞击冬季。“它会沉淀在高层大气中,并在那里停留数年,”莱昂斯说。 然而,沉积物中也埋藏着大量木炭,这些木炭是在木质物质燃烧时形成的。不过,莱昂斯和她的同事认为,这些火灾产生的大部分烟灰会留在大气层较低处,并被降水带走。而到达大气层上层的烟灰需要一段时间才能积累起来。 “目标岩石燃烧后的物质会在数小时内进入地球高层大气,而野火则可能需要数月时间,”莱昂斯说。“燃烧的物质中有一小部分来自目标岩石,但这些物质可能是影响最大的。” |
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