恐龙灭绝原因研究新进展

1、恐龙灭绝原因研究新进展胡经国恐龙是相当高等的大型爬行动物，也是中生代极其兴盛的一类爬行动物。它开始岀现于 三叠纪，是由双孔类中的槽齿类爬行动物（其代表如我国南漳的湖北鳄）演化而来的。在侏 罗纪不断演化，比较原始的蜥臀类恐龙极盛。在白垩纪继续演化，比较高等的鸟臀类恐龙极 盛。在整个中生代，恐龙分布在除了南极洲以外的地球各个大陆，是当时大陆的“统治 者”。所以，中生代被称为恐龙时代，中生代地球被称为恐龙世界。可是，到白垩纪末，恐龙突然全部灭绝。恐龙家族在地球上只生存了大约166百万年。 恐龙是怎样灭绝的呢？这个问题是当代十大科学之谜中的一个。全世界的科学家为之进行了 长期的探索和多学科的研究，提出

2、了许多假说。特别是古牛物学、天体物理学和地球化学等 学科领域的科学家的研究成果，使恐龙灭绝原因的研究取得了重大的新进展。最早提出的是“造山运动灭绝说”。该假说认为，在中生代末期，地球上发生了强烈的 造山运动，使地壳的构造形态发生了巨大变化，从而导致古地理、古气候的剧烈变化，古植 物也随之发生巨变。这一系列变化，对于体温不恒定、大脑不发达、卵生、躯体庞大的恐 龙，是一次致命的打击。再加上恐龙在生存竞争中被淘汰。于是，恐龙终因不能适应剧烈变 化了的外界环境而全部灭绝了。1980年，美国著名物理学家路易斯爱尔凡兹和地理学家沃尔特，提岀了巨大陨石“一 次冲击一次灭绝说”。他们认为，当时有一块直径6英里

3、的巨大陨石冲击地球，激起数百米 高的尘埃，形成浓密深厚的尘埃云。尘埃云遮天蔽日长达数月甚至数年之久，使阳光照射不 到地球表面，造成地球上长期黑暗和寒冷，从而导致大批生物突然灭绝。1983年，美国芝加哥大学的两位古生物学家塞普科斯基和鲍普，提出了 “周期性大灭绝 说”。他们花了整整6年时间，对海洋生物族类何时从化石记载中消失的历史资料，进行了 统计分析。结果发现，在过去的250百万年期间，大约每隔26百万年就有一次生物大规模灭 绝事件发生。在这种大规模灭绝事件中，生物灭绝的数字，大大超过了在正常生活过程中生 物灭绝的基本数字。在他们的统计数据中，在二叠纪至三叠纪之间的生物科数，突然减少了 50%

4、,种数减少了 90%。可见，类似于白垩纪末的生物灭绝事件，在以前的地质年代也发生 过。并r,在地史纪录中，这种生物灭绝事件是周期性发生的，大约每隔26百万年发生一 次。每次生物灭绝的数字，都大于莱伊尔一达尔文渐变论中正常灭绝的数字。这表明，在地 球生物学之外，存在有一个周期性干扰地球生物系统的力。虽然他们没有明确指出这种生物 周期性大灭绝与星球冲击地球有关，但是许多科学家认为，牛物大灭绝与星球冲击地球有一定联系。如果这样，那么上述巨大陨石“一次冲击一次灭绝说”和“周期性大灭绝说”，似乎可 以在星球周期性冲击地球这一点上统一起来。把后一假说视为前一假说的一个重大的补充和 发展。星球一次冲击地球，

5、发生一次地球生物大灭绝；星球周期性冲击地球，周期性发生地 球生物大灭绝，如此而已。不妨设想，把这两种假说综合起来，称为“星球周期性冲击灭绝 说”。近年来，在与恐龙或其它生物灭绝年代和近的地层中，或者在生物物种灭绝处，稀有元 素铁的高含量异常一一钺异常以及含铁粘土层的发现，为“星体周期性冲击灭绝说”提供了 重要的新证据。众所周知，在地质历史上，不同地质年代地层的分界线，往往是以某些生物 突然灭绝为标志的。在这些根据生物突然灭绝而确定的地层分界线中，现已发现在三个地层 分界线附近，存在含钺粘土层一一钺含量异常高的粘土层。这三个地层分界线是：38百万年 以前的始新世渐新世界线；65百万年以前的白垩纪

6、第三纪界线；248百万年以前的二叠 纪三叠纪界线。而且，在这三个地层分界线上，都有生物的高灭绝率出现，约有75%90% 的物种在这种地层分界线附近灭绝。例如，约有90%的物种在二叠纪三叠纪界线上灭绝， 而且恐龙恰恰在白垩纪第三纪界线上灭绝。二叠纪三叠纪界线，是我国地质学家分别在 四川广元的上溪和浙江长兴附近的宝庆采石场发现的。白垩纪第三纪界线，是在6年前， 由物理学家阿尔瓦雷斯同加利福尼亚大学的一组科学家一起，在意大利考察白垩纪和第三纪 的沉积岩时发现的。到1984年底，科学家们已在世界各地发现了 3000多处铁异常点。其 中，存在钺异常点的国家有中国、美国、意大利、西班牙、新西兰、海地和丹麦

7、等。在地球上，錶等痕量元素主要富集于地核，在地表是微乎其微的。但是，它在天外星体 中则十分丰富。因此，地层中錶的高含量表明，地球曾经与天外星体相撞。如上所述，星体 冲击地球而形成的尘埃云遮天蔽日，造成地球上长期黑暗和寒冷，槓物因无法进行光合作用 而首先大量死亡。随后，植食动物因缺食而大批死亡。接着，肉食动物也随之大批死亡。最 终导致了生物物种的灭绝。同吋，铁元素被尘埃云带到世界各地。人量含铁碎屑降落在地面 上，于是就在上述地层分界线附近形成了含铁粘土层。不仅如此，星体（陨石）周期性冲击地球这一现彖的发现，从另一个侧面为“星体周期 性冲击灭绝说”直接提供了重要的新证据。有人对地球表面大量的陨石坑

8、进行了研究。发现 在过去360百万年屮，有11个陨石冲击率明显增高的时期，被称为陨石冲击期。而且，绝大 多数冲击期的间隔时限为2035百万年。这个数字大致与生物灭绝事件的周期相同。进一 步的研究表明，陨石冲击期，尤其是包含巨大陨石的陨石冲击期，与地球大陆开始分离、海 底扩张方向改变和构造运动增强的时期是一致的。这使人们联想到月球、火星和金星表面密 集的陨石坑及其对星体表而构造形态的影响。可以想象，虽然陨石冲击不可能对地球动力学 产生制约性的作用，但是却有可能足以对地球表层块体（地壳或岩石圈块体），如对大陆或 板块的活动及其方向的变化起到触发作用。据此不妨进一步设想，作为解释恐龙灭绝原因的 两种

9、主要假说，“造山运动灭绝说”和“星体周期性冲击灭绝说”之间，或者说多旋冋造山 运动与星体周期性冲击地球之间，存在有一定的客观联系。星体特别是巨大陨石之类的星体 周期性冲击地球，势必对多旋回造山运动产生一定的影响，说不定还会给造山运动带来一种 重要的外动力。并且，这种外动力很可能就是那种在地球生物学之外存在的、周期性干扰生 物系统的力。在这种意义上，似乎可以把“造山运动灭绝说”纳入“星体周期性冲击灭绝 说”的范畴加以考虑。对于星体冲击地球的周期性，人们提出了一些设想来加以解释。其中，突出的一种设想 是“姊妹星假说”。这种假说认为，太阳有一颗姊妹星，叫做复仇星。它在绕太阳旋转的轨 道上，每个26百

10、万年周期性地接近地球。在它离地球最近的时候，引力场使彗星飞岀奥尔 特云而降落到地球上，冲击地球，从而引起地球上的一系列灾变。年龄为65百万年的烟尘的发现及其研究成果，为“星体周期性冲击灭绝说”提供了乂 一个重要的新证据。美国芝加哥大学的温迪沃尔巴赫等三位化学家，为了探索星体冲击地球 的证据，开展了寻找与陨星有关的氛、氤等惰性气体的工作。他们对丹麦、西班牙和新西兰 的、年龄为65百万年的沉积物进行了研究。其结果，不仅发现了沉积物的铁含量很高，具 有陨星冲击的痕迹；而且还发现了一种数量惊人的烟尘。这些微小的烟尘颗粒，长度不足1 微米，年龄为65百万年，在整个地球上都有分布。他们认为，这些烟尘可能是

11、巨大陨星冲 击地球而引起的火风暴的产物。这就是说，它们是全球火风暴的标志。火风暴产牛的浓密的 烟幕，对地球上的气候和生命形式产生强烈的冷却效应，从而导致生物的灭绝。地球上的碳 可能加剧了这一过程。关于星体冲击或类似灾变导致恐龙灭绝的流行假说，在1986年8月12 h,于美国科罗 拉多大学召开的第四届北美考古会议上遭到了评击，认为这种假说过于简单了。讨论关于恐 龙和其它动物灭绝的会议主持人罗伯特巴克博士认为，恐龙是由于地球上多种复杂原因而 灭绝的可能性更大。这些原因是疾病、生存竞争、其至包括肉食动物的捕食。不妨把这种观 点说成是“多原因灭绝假说” o在这里，我们还要提到“神中毒灭绝假说” o有人发现，恐 龙骨骼中神含量过高。于是认为，恐龙吃了含神量过高的食物而中毒，因而大批死亡，最后 导致绝种。然而，口前世界