最多也就用了几秒钟吧,一颗跟曼哈顿差不多大的巨石,旋转着从浩瀚无垠的太空坠落下来。它穿透地球稀薄的大气层,在下落的过程中燃烧起来,然后撞到了地壳,在位于如今墨西哥尤卡坦半岛的地方,撞出了一个深约32千米的巨坑。
当然,这颗陨石导致了非禽类恐龙的灭绝,怎会不是它呢?到最后,地球上有75%的物种因那场大灾变而消失。过去25年间,我们已经见惯了那场大灾变的图景:地狱之火从天而降,引发了大规模的森林大火;阳光被烟尘遮蔽,地球气温下降,因小行星撞击形成的“冬天”持续了很多年。
不过,那个“冬天”之后发生了什么,我们就不太清楚了。科学家认为,那颗在大约6,万年前撞击地球的小行星,最终引发了一段漫长而又剧烈的全球变暖期。碰撞发生时,坚固的石灰石被汽化成气体,大片的森林被焚烧殆尽。这让大量能够吸收热量的二氧化碳在短时间内进入大气层,纵观整个地球历史,其增加速率似乎只有近些年来自工厂、汽车、飞机和现代工业的碳排放污染可与之比拟。
近日,一项刊于《科学》杂志的研究发现了那段全球变暖期的新证据,并将之置于一种可怕的背景之下。那颗小行星在地球上撞出32千米深的巨坑,或许只用了几秒钟时间,但论文作者表示,地球上的气候花了大约10万年时间才恢复正常。
该研究认为,在撞击发生后的10万年间,地球的平均气温升高了5摄氏度。值得注意的是,研究人员不仅用计算机模型支持了这种推断,而且还找到了来自那段时期的直接观察证据。通过分析在撞击发生前、中、后时期,生活在如今突尼斯地区的鱼类的骨头,科学家得以发现当时全球变暖的信号。
“我们认为,我们找到了当时全球变暖最好的证据,而且是非常严谨的证据。”该研究论文的作者之一、密苏里大学地质学教授肯尼斯·麦克劳德(KennethMacLeod)说,“我觉得,这是在记录那段时期的气温历史时,取得的一个重要进步。”麦克劳德指出,小行星撞击地球后出现的大规模变暖现象,无疑为如今气温上升的世界敲响了警钟。
关于气候,鱼骨头能告诉我们什么呢?有很多,多到令人惊讶。麦克劳德表示,它们充当了一种“远古温度计”,即便经受了数千万年的其他干扰,它们仍将史前时期的温度记录了下来。倒不是因为骨头上的鱼腥味,而是保存在骨头硬组织中的氧原子。
当氧原子发生“矿化作用”时——也就是氧原子从水中分解出来,成为牙齿或骨头的组成元素——它会以特定的方式进行。与较轻的氧原子同位素相比(拥有8个质子和8个中子,即氧-16),较重的氧原子同位素(拥有8个质子和10个中子,即氧-18)更有可能进入新的骨头中。麦克劳德说,这些较重的原子被优先矿化时存在特定的速率,而当温度升高时,这个速率会以可预测的方式减缓。
“气温每上升5摄氏度,就会有一个氧-18原子停留在水中,而不是被矿化。”他说,“利用现代质谱仪,我们可以测量出碳酸盐中(比如骨头里)氧-16和氧-18的比值,精确度达到0.1‰。”即使在考虑了误差因素之后,这仍然意味着,研究人员可以检测到事件发生数百万年后1-2摄氏度的气温变化。
谢菲尔德大学的气候学家大卫·比尔林(DavidBeerling)没有参与上述研究,但他表示,该研究很有价值。年,比尔林等科学家首次提出,在希克苏鲁伯撞击发生后(即形成墨西哥尤卡坦陨石坑的那次撞击),地球曾出现过一段变暖期。他表示,当时论文所估测的温度是假定的,主要基于计算机模型。“海洋沉积物记录(为地球变暖)提供的支持是受欢迎的,而且会重新激起人们的辩论。”他说。
研究人员证实地球曾经历长达10万年的变暖期,这也引出了一个新问题:导致恐龙灭绝的因素是否包括全球变暖,而不仅仅是“小行星撞击”?此前的研究认为,最后的非禽类恐龙在希克苏鲁伯撞击发生后,又生存了大约3万年——这意味着,至少某些恐龙挺过了撞击之后形成的“冬天”。
麦克劳德还没有下定论认为全球气温升高最终导致了恐龙灭绝,他说自己目前正在跟另一位学者合作,以确定“最有可能导致不同受害者灭亡的具体机制”。
“目前,我们可以肯定地说,对于那些在白垩纪末期和古近纪早期挣扎求生的物种而言——其中包括挺过了小行星撞击和之后‘冬天’的恐龙——气候变暖是另一项不利因素。”麦克劳德指出。
在这项研究中,对人类而言可能还有更多的坏消息。虽然科学家认为,撞击发生后地球大气层中充满了二氧化碳,但他们无法确定到底有多少二氧化碳被释放出来。一项研究发现,地球大气层中的二氧化碳含量在撞击后增加了五倍。“但那真的很多,那只是其中一项研究的结论,而且地质学家估测不同时期二氧化碳含量的能力是出了名的差。”麦克劳德说道。
如果二氧化碳含量增加五倍的估测是准确的,那么,麦克劳德及其同事通过鱼骨推断当时气温上升了5摄氏度,也是说得通的。现代最好的气候模型预测,在大量二氧化碳被释放出来后,如此大幅度的气候变暖是有可能的。
然而,更多的研究认为,当时并没有那么多二氧化碳被释放到地球大气层中。这些研究人员说,小行星撞击或许只让大气层中的碳含量增加了一倍。“如果实际只增加了一两倍,如果我们估测的气温上升5摄氏度是全球范围内的平均水平,那么,气候模型就低估了气温上升的幅度。”麦克劳德说。
换句话说,现代气候模型可能低估了当前二氧化碳含量增加可能导致的全球变暖程度。情况会非常糟糕:这也许意味着,相较于政府间气候变化专门委员会(IPCC)目前预测的本世纪末全球气温上升值,实际的上升值或许是它的两倍。
“检验一种模型,要看它们是否能够再现我们曾经观测到的现象,而二氧化碳含量在过去年所发生的变化是我们此前从未见过的。”麦克劳德说,“或者,至少是我们在过去6,万年从未见过的。”
不过,二氧化碳如此急剧增加,这样的情况离我们还很远。就目前而言,10万年的地球变暖期——仅仅由区区百年的碳排放造成——已经够令人担忧了。“明显的类似之处在于,我们在过去一个世纪所做的事情,将需要另一个10万年才能恢复到原先的状态。”麦克劳德说,“简单地停止碳排放并不能让我们回到从前,因为那些二氧化碳需要很长时间才能从我们的系统中循环掉。”
听上去真的很麻烦。
翻译:何无鱼
校对:其奇
编辑:汉岚
来源:TheAtlantic