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(guó)發(fā)生的兩次地震破壞極大,讓人們開(kāi)始疑神疑鬼,配合好萊塢“科幻大片”《2012》,許多人真的覺(jué)得大災(zāi)難即將臨頭,也許是2012,也許是不遠(yuǎn)的將來(lái)的另一個(gè)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(lái)炒冷飯。
從很長(zhǎng)的時(shí)間尺度上來(lái)看,大災(zāi)難,大到和六千五百萬(wàn)年前使得恐龍徹底滅絕的那場(chǎng)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(lái)都有可能發(fā)生,那時(shí)可能是《2012》中的大洪水淹沒(méi)整個(gè)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(xiàng),地球上至少發(fā)生過(guò)11次。
物種滅絕自地球上存在生物以來(lái)發(fā)生過(guò)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(wàn)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(dòng)物的發(fā)展帶來(lái)了機(jī)會(huì);再上一次,兩億五百萬(wàn)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(dòng)物滅亡,而恐龍得到發(fā)展的空間;兩億五千一百萬(wàn)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(dòng)物、昆蟲(chóng)和植物;三億七千萬(wàn)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(wàn)年;四億五千萬(wàn)年前,奧陶紀(jì)和志留紀(jì)滅絕事件,57%屬滅絕。
對(duì)我們來(lái)說(shuō),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??铸埻耆В溉閯?dòng)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(jìn)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(gè)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(zhǎng)時(shí)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(jìn)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(chóng)性以及食腐動(dòng)物在這次滅絕事件中存活多,說(shuō)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(dòng)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(dòng)物消失,96%的海洋生物消失,昆蟲(chóng)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(jì)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(shí)發(fā)生過(guò),這會(huì)引起食物鏈的崩潰,二氧化碳的產(chǎn)生會(huì)引起全球變暖;2.海平面發(fā)生變化,海退會(huì)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(huì)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(huì)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(zhǎng)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(huì)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(diǎn)。還有很多其他可能,就不一一列舉了。
物理學(xué)家對(duì)毀滅原因的研究做了很多貢獻(xiàn)。例如,諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)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(jiǎng))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(guò)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(cè),在一億六千萬(wàn)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(jìn)入地球公轉(zhuǎn)軌道,其中一個(gè)直徑10千米的碎片在六千五百萬(wàn)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(jìn)入大氣層,遮蔽陽(yáng)光達(dá)一年之久,接下來(lái)的一系列后果導(dǎo)致植物消失,使得食草類動(dòng)物和掠食性動(dòng)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(jué)得,最近十次物種滅絕明顯帶有周期性,周期是兩千六百萬(wàn)年。他們提出一種叫“死亡之星”的理論,在該理論中,太陽(yáng)有一顆遙遠(yuǎn)的伴星,叫Nemesis(希臘復(fù)仇女神的名字)。這顆伴星距離太陽(yáng)大約一光年遠(yuǎn),這個(gè)距離和太陽(yáng)系中的彗星云最遠(yuǎn)的距離差不多。伴星圍繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng),周期大約是兩千六百萬(wàn)年。每當(dāng)這顆伴星運(yùn)行到它的近日點(diǎn)時(shí),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(jìn)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(guò)去四億年內(nèi)月球環(huán)形山的形成率似乎支持這個(gè)理論。這個(gè)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(wèn)題。而數(shù)值計(jì)算表明,沒(méi)有這些問(wèn)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(huì)有令人驚奇的物理或天文學(xué)原因。
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