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恐龙灭绝是因为大规模海底火山爆发吗

更新:2019-12-09 10:37:21关注

意大利著名物理学家安东尼奥-齐基基最近提出,造成恐龙大绝灭的原因很可能是大规模的海底火山爆发。

齐基基教授认为,白垩纪末期,地球上在海洋底下发生了一系列大规模的火山爆发,从而,影响了海水的热平衡,并进而引起了陆地气候的变化,因此影响了需要大量食物维生的恐龙等动物的生存。他的理由是,现代海底火山爆发对海洋和大气产生的影响是众所周知的,只是其影响程度比起6500万年前发生的海底火山爆发的程度小多了。

齐基基教授认为,过去,科学界对海底火山爆发的情况了解得很少,现在需要对这种严重影响地球环境的现象进行深入的研究。他举例说,格陵兰过去曾经生长着茂密的植被,但是当全球性的海洋水温平衡变化以后,寒冷的洋流改变流向后经过了格陵兰,从此把这个大大的岛屿变成了冰雪覆盖的大地。这是海洋水温平衡变化对气候产生巨大影响的一个典型实例。海底火山活动是影响海洋水温平衡变化的一个重要因素。因此,齐基基教授认为应该将海底火山的大规模爆发引起的海洋水温平衡变化作为研究恐龙绝灭问题的一个重要参考因素。

火山说理论研究

在二叠纪与三叠纪之间的那次生物大灭绝致使地球上90%的海洋生物和75%的陆地生物从此消失。迄今为止,关于这次谜一般大灭绝的原因,最权威的说法是由于陨星或者彗星撞击地球,导致全球气候发生急遽变化引起的。而沃德领导的研究小组则认为,这一灾难的元凶是火山喷发引起的全球变暖。几乎没有证据可以证明是小行星撞击地球引起了突发灾难。现有的证据表明,海洋生物与陆地生物的灭绝是同时发生的。这很明显,原因可能是由于气温的过高和氧气的缺乏。

大规模火山活动和小行星撞击的后果很相似。第一个影响是大量尘埃(撞击抛出物或火山灰)进入大气层造成黑暗。黑暗使光合作用停止,引起食物链破坏。这种环境创伤反映在化石记录中。淡水生物比陆地或海洋生物所受的伤害要少得多,也许是因为淡水动物不吃维管植物(而许多陆居动物则不然)或者不吃光合浮游生物(白垩纪末期灭绝的海洋脊椎动物的重要食物源)的缘故。生命也面临着大规模的有毒酸雨。撞击的巨大热量在大气层中能触发化学反应,反应本身又产生硝酸。或者火山爆发喷射出硫,在空气中形成硫酸。冰岛拉基火山1783年的爆发,尽管仅释放出12立方千米的玄武质熔岩,却杀死了那里75%的牲畜和24%的人口。继这一事件后,在北半球出现了奇特的干雾和异常寒冷的冬季。

来自德干火山的二氧化硫使海洋表层变成酸性,杀死从大气中获取二氧化碳的藻类,藻类死去时将二氧化碳带入洋底。酸性海水溶解洋底的碳酸盐沉积,释放二氧化碳。大气二氧化碳的含量会急剧上升到现在的8倍,使温度上升5度。尘埃变冷与由二氧化碳变暖(可以在不同的时间发生)的相互作用目前还不十分清楚的,但所造成的气候回转对全球的生态系统可能会特别有害。小行星假说和火山假说都侧重气温变冷和变暖的影响。

研究人员们通过化学、生物学和磁场方面的证据都表明,这场大灭绝持续了1000万年之久,而且在随后的500万年中,生物种类大量减少。

由澳大利亚佩斯市哥廷理工大学(Curtin University of Technology)古生物学者克里提-格瑞斯领导的另一个研究小组,对澳大利亚和中国海岸同时期的沉积层进行检测,从发现的化学证据显示当时海洋中氧气的含量偏低。

格瑞斯研究小组得出的结论佐证了沃德研究小组的推论。所有的证据都表明,在2.5亿年前,空气中的氧气含量很低,而硫气体的含量却相当高,这显然是由于当时发生的火山喷发造成的。

空气中正常的氧气含量为21%,但是在2.5亿年前氧气在大气中的含量却只有16%,这就如同在海拔4200米的高山上呼吸一样。而且火山喷发使空气变得越来越热,当达到一个临界点时,大量生物开始灭绝。最终,地球上的大部分生物都无法抵抗这一灾难性的变化。”

火山说理论是否成立

这不仅仅是一个学术问题,因为我们将来也许还会遇到这样或那样的大灾难。我们需要尽可能多地了解这种事件所产生的影响,因为当将来面临这种事件时,我们可以采取某种应急措施。

1961年一位名叫S.M.斯季绍夫的原苏联科学家发现,如果二氧化硅(即非常纯的沙子)处于超高压的状态,那么它的原子相距很近,从而变得极为致密。一立方英寸被压扁的沙子比一立方英寸普通的沙子要重得多。这种被压扁的沙子因此被称为“斯英石”。

斯英石并不十分稳定,原子之间靠得太近以至于它们又出现相互排斥的趋势,最后又变为普通沙子。然而,由于原子之间结合得极为致密,所以这种反弹变化进行得非常缓慢,从而使斯石英可保持数百万年。

金刚石的形成与此相同。金刚石中的碳原子被挤压得异常紧密,它们同样存在一个向外扩散并且恢复为普通碳的趋势。在通常条件下,这也需要数百万年。

如果你把温度升得足够高,就可使这种变化加快。增温可以增加原子的能量,使它们之间能够相互分离,返回到原始状态。因此,如果在850C°的温度下把斯石英加热30分钟,它将变为普通的沙子。

斯石英可以在实验室制造,但它们在自然界存在吗?是的。然而它们只出现在沙子被强烈挤压的地方。

例如,在一些地方已经发现了斯石英,而且有证据显示这些地区曾经受到巨大陨石的撞击。撞击所产生的巨大压力形成斯石英。另外,在进行过原子弹爆炸实验的场地也发现了斯石英,它是由膨胀火球的巨大压力形成的。

似乎可以肯定地说,斯石英也应该出现在压力极高的地壳深处。在这种情况下,它可通过火山喷发被携带到地表。然而,喷发温度极高,岩石会被熔化,所任何由火山携带而来的斯石英都被转化为普通的二氧化硅。事实上,在火山活动地区至今没有发现过斯石英。

那么,你可能会说在斯石英出现的地方肯定发生过撞击,而且肯定没有发生过火山活动。

亚里桑那大学的J.F.麦克霍恩和几位合作者研究了新墨西哥州拉顿地区的岩层。岩层的年龄为6500万年,因此可以追溯到恐龙灭绝的年代。

他们在1989年3月1日宣布,利用测试固体物质中的原子排列的现代技术,即核磁共振和X光衍射,他们确实检测到了在斯石英中存在的一种原子排列。

这种情况显示,在6500万年以前曾有一次巨大的撞击并形成了数吨重的斯石英。这些斯石英在沉降之前曾被溅起到平流层中。那么,造成恐龙灭绝的原因不是火山活动,而应该是撞击。

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