最近幾年災(zāi)難頻繁發(fā)生,地震、海嘯、大干旱。尤其是在中國發(fā)生的兩次地震破壞極大,讓人們開始疑神疑鬼,配合好萊塢“科幻大片”《2012》,許多人真的覺得大災(zāi)難即將臨頭,也許是2012,也許是不遠的將來的另一個年份。甚至連牛頓研究《圣經(jīng)》得出的數(shù)字2060都再次被人們翻出來炒冷飯。 從很長的時間尺度上來看,大災(zāi)難,大到和六千五百萬年前使得恐龍徹底滅絕的那場被稱為K-T滅絕事件(白堊紀(jì)第三紀(jì)物種滅絕)一樣的災(zāi)難在未來都有可能發(fā)生,那時可能是《2012》中的大洪水淹沒整個地球,也可能是核冬天的降臨,也可能是火山爆發(fā)引起的玄武巖熔漿的大面積覆蓋,特別是最后一項,地球上至少發(fā)生過11次。 ![]() 物種滅絕自地球上存在生物以來發(fā)生過很多次,有規(guī)模大的,也有規(guī)模小的。最大的物種滅絕有五次。上一次,六千五百萬年前,白堊紀(jì)末,恐龍滅絕,75%的物種滅絕,但恐龍的滅絕給哺乳動物的發(fā)展帶來了機會;再上一次,兩億五百萬年前,三疊紀(jì)到侏羅紀(jì)之間,48%屬滅絕,包括祖龍和獸孔目,大多數(shù)兩棲動物滅亡,而恐龍得到發(fā)展的空間;兩億五千一百萬年前,二疊紀(jì)-三疊紀(jì)滅絕事件,這是最大的一次滅絕事件,又叫大滅絕,83%屬滅絕,含有脊椎動物、昆蟲和植物;三億七千萬年前,晚期泥盆紀(jì)滅絕事件,70%種滅絕,可能持續(xù)了兩千萬年;四億五千萬年前,奧陶紀(jì)和志留紀(jì)滅絕事件,57%屬滅絕。 對我們來說,最有名的滅絕事件是白堊紀(jì)第三紀(jì)物種滅絕,這次物種滅絕和人類最終出現(xiàn)有直接關(guān)系。恐龍完全消失,哺乳動物得以大發(fā)展。所以,物種滅絕看上去非常可怕,卻也是生物進化的重要條件之一。地質(zhì)上,在白堊紀(jì)與第三紀(jì)的地層之間,有一層含銥的黏土層叫K-T界線,恐龍的化石只能在這個界線的下面發(fā)現(xiàn)。這次滅絕事件很可能是彗星和小行星撞擊地球引起的,也可能是長時間的火山爆發(fā)引起的,或者兩者并存,前者是引起后者發(fā)生的原因。小行星撞擊使得大量灰塵進入大氣層,降低植物的光合作用,改變地球的生態(tài)環(huán)境和食物鏈。雜食性、食蟲性以及食腐動物在這次滅絕事件中存活多,說明它們較少受到食物鏈被破壞的影響。在這次事件發(fā)生之前,哺乳類動物體型大多很小,接近老鼠的大小,這是它們得以存活的原因之一。 五次大規(guī)模物種滅絕中的最大的一次是二疊紀(jì)-三疊紀(jì)滅絕事件,地球上70%的陸地脊椎動物消失,96%的海洋生物消失,昆蟲大量滅絕。造成這次超大規(guī)模滅絕的原因可能是缺氧。導(dǎo)致事件發(fā)生的原因還是小行星撞擊地球或連續(xù)火山爆發(fā),或海平面變化。 前面已經(jīng)談到一起物種滅絕事件的一些原因。還有更多的理論。將所有這些理論歸納一下,計有:1.熔巖洪水大面積覆蓋地球表面,這在地球的歷史上確實發(fā)生過,這會引起食物鏈的崩潰,二氧化碳的產(chǎn)生會引起全球變暖;2.海平面發(fā)生變化,海退會造成大陸架的部分消失,使得棲息在大陸架上的海洋生物消失,海退也會造成氣候變遷,使得全球氣溫上升,有證據(jù)表明五次大規(guī)模滅絕事件中存在海退;3.彗星和小行星撞擊地球,撞擊的后果是引起火山爆發(fā)、酸雨、森林大火,所有這些都會導(dǎo)致食物鏈崩潰,大多數(shù)古生物學(xué)家同意白堊紀(jì)第三紀(jì)物種滅絕中一顆小行星撞擊了地球;4.長期的全球變冷或全球變暖;5.銀河系中的超新星或伽馬暴爆發(fā),這些天體的能量極大,如果爆發(fā)發(fā)生在銀河系內(nèi),將會完全改變地球上的溫度,破壞臭氧層,例如,一顆六千光年以內(nèi)的伽馬暴的輻射足以做到這一點。還有很多其他可能,就不一一列舉了。 物理學(xué)家對毀滅原因的研究做了很多貢獻。例如,諾貝爾物理學(xué)獎獲得者路易斯·沃爾特·阿爾瓦雷茨(因發(fā)現(xiàn)很多基本粒子共振態(tài)獲獎)和他的兒子以及其他一些物理學(xué)家研究了K-T地層,發(fā)現(xiàn)銥的含量超過正常標(biāo)準(zhǔn),類似銥這些元素叫親鐵元素,大部分沉入地核。為什么在K-T地層中銥的含量如此豐富?他們推測,在一億六千萬年前,一顆直徑160千米的叫巴普提斯蒂娜的小行星被另一顆小行星撞碎,一些碎片進入地球公轉(zhuǎn)軌道,其中一個直徑10千米的碎片在六千五百萬年前撞擊了墨西哥猶加敦半島,形成??颂K魯伯隕石坑。 這次撞擊造成大量灰塵進入大氣層,遮蔽陽光達一年之久,接下來的一系列后果導(dǎo)致植物消失,使得食草類動物和掠食性動物滅亡。 另一組物理學(xué)家,包括皮特·赫特(Piet Hut)、馬克·戴維斯(Marc Davis)覺得,最近十次物種滅絕明顯帶有周期性,周期是兩千六百萬年。他們提出一種叫“死亡之星”的理論,在該理論中,太陽有一顆遙遠的伴星,叫Nemesis(希臘復(fù)仇女神的名字)。這顆伴星距離太陽大約一光年遠,這個距離和太陽系中的彗星云最遠的距離差不多。伴星圍繞太陽運動,周期大約是兩千六百萬年。每當(dāng)這顆伴星運行到它的近日點時,由于引力的作用,彗星云受到很大影響,一些彗星和小行星進入內(nèi)行星系統(tǒng),造成撞擊地球事件大量增加。 死亡之星理論得到一定程度上的證據(jù)支持,例如過去四億年內(nèi)月球環(huán)形山的形成率似乎支持這個理論。這個理論也遭到理論上的挑戰(zhàn),例如,如果它的軌道有一光年之大,那么軌道一定受到附近的恒星的影響變成不穩(wěn)定,或者軌道的周期性出現(xiàn)問題。而數(shù)值計算表明,沒有這些問題。 物種毀滅事件的地理、氣候原因也許是復(fù)雜的,但背后肯定會有令人驚奇的物理或天文學(xué)原因。
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