在地球生命史的长河中，生物大灭绝事件如同惊涛骇浪，一次次重塑地球的生物格局。曾经的地球霸主——庞大的恐龙家族在白垩纪末期突然消失，成为地球生物演化史上最大的谜团之一。因此，关于恐龙灭绝事件的研究，成了科学界一个经久不衰的话题。最近，科学家对于恐龙灭绝的原因又有了新的认识。
恐龙到底被谁“灭门”?
恐龙大灭绝事件与地球生物演化史上其他几次灭绝事件明显不同。英国学者理查德?福提在《化石：洪荒时代的印记》一书中指出：“在某些情况下，大灭绝的前兆是科一级分类单元数量的总体衰减，比如三叶虫在二叠纪开始之前种类已经所剩无几，二叠纪末的大灭绝不过是最后的致命一击。而另一些情况下的灭绝则似乎更为突然，经典案例是白垩纪末恐龙的灭绝。”
在这场灾难中，全球85%的动植物灭绝，其中包括在陆地上占统治地位的裸子植物本内苏铁类、统治地球长达1.6亿年之久的非鸟恐龙类以及海洋中的软体动物头足纲的菊石类全部灭绝。科学家们通过地质勘探、化石发掘、气候模拟等多种手段，试图找到这场突如其来的灾难背后真正的“罪魁祸首”。
如今，科学家已经提出了多种假说，例如占据主流的陨石撞击说、火山喷发说，其他还有学者认为是微量元素污染导致恐龙生殖能力和孵化率降低、不能适应气候变冷而被冻死、不适应以大量新生的被子植物为食而被毒死、与哺乳动物竞争失败而被淘汰等等。
奥陶纪以来生物灭绝事件与大火成岩省之间的关系（schobben et al., 2019）。图中显示，地球上大规模的生物灭绝事件往往与大火成岩省的出现在时间上存在着关联。例如，二叠与三叠纪生物灭绝事件以及晚三叠纪生物灭绝事件可能与同时期的西伯利亚大火成岩省以及中大西洋大火成岩省有关。（资料图）
长期以来，人们普遍认为陨石撞击是导致恐龙灭绝的主要原因。科学家们推测，一颗直径约10公里的小行星撞击了地球，导致了全球性的灾难。在这样的环境下，恐龙等生物因无法适应而大量灭绝。科学家们还发现，地球生物演化史上的5次大灭绝事件其中有4次都与大规模火山喷发有关，出露面积约50万平方公里的德干玄武岩形成于白垩纪末期，在时间上与恐龙大灭绝事件一致，因此很多学者认为这二者之间存在因果关系。那么，到底哪种假说是正确的呢？
德干火山可能只是帮凶
德干火山喷发假说在近年来引起了广泛的关注，但越来越多的证据表明，它可能并不是导致恐龙灭绝的主要原因。
德干火山群位于今天的印度中部，是白垩纪末期至古近纪早期世界上最活跃的火山之一。科学家们通过地质勘探和同位素测年技术发现，德干火山第一次大规模喷发的时间约为6630万年—6615万年，喷发出大量的熔岩和温室气体导致全球升温达2～4℃，地质学界称之为马斯特里赫特期末期变暖事件。2022年7月18日国际地学知名期刊《地质学》在线发表了中国科学院南京地质古生物研究所的一项研究成果，该项研究分析了德干火山首次喷发在东亚的记录以及湖泊环境和生物群对此事件的响应，结果证明德干火山活动使地球处于相对温暖的气候条件，而这种变暖可能使全球生物地球化学循环更接近于温室环境失控的临界点。这也就意味着，德干火山活动是白垩纪末期大灭绝事件发生的背景条件。
德干火山大喷发发生于白垩纪末期，在时间上与恐龙大灭绝事件一致。视觉中国|图
2023年11月，美国《科学进展》杂志上的一项研究成果显示，加拿大麦吉尔大学团队开发出一项新技术，估计了在恐龙灭绝前的20万年里，大规模火山喷发向大气中注入了多少硫和氟，并据此得出结论：在恐龙灭绝之前，气候条件是不稳定的，这种不稳定会使所有动植物的生存变得困难，并为恐龙的最终灭绝“埋下种子”。
然而，2024年12月，美国《科学进展》杂志上的又一项研究成果显示，德干火山喷发带来的气候变化影响在小行星撞击地球之前就已经逐渐消退。
科学家通过对美国的两块跨越白垩纪-古近纪（k-pg）界线地层中的泥炭进行分析，重建了火山爆发和小行星撞击地球期间的全球气温变化模型。他们发现，在小行星撞击地球之前约3万年，地球因经历了一次大规模火山爆发而出现了约5℃的短暂降温事件，据推测降温可能是由于火山硫排放阻挡阳光到达地球表面所导致。
但研究人员同时也发现，在小行星撞击地球之前约2万年，由于火山爆发释放的二氧化碳造成的影响，地球气温已回升至火山爆发前的水平并已稳定。这也就意味着，至少从陆地环境来看，德干火山喷发引起的气候变化的影响是短暂的，它可能并非恐龙灭绝的“主谋”，顶多是扮演了“帮凶”的角色而已。
陨石撞击才是真正元凶
自20世纪80年代以来，陨石撞击说逐渐成为解释恐龙灭绝的主流观点。最初，有学者研究发现在白垩纪-古近纪（k-pg）界线的地层中铱元素含量高于背景值约1000倍，这足以表明受到了地外撞击事件的影响；后来，又有学者在世界各地的同一地层中找到了冲击石英等其他关于小行星撞击地球的证据，并在一些地层中发现了大火形成的木炭沉积层。
最有力的证据是在墨西哥尤卡坦半岛发现了直径约200千米的希克苏鲁伯陨石坑，经检测发现其熔岩的放射性年龄为6600万年。这一系列证据都证明了，白垩纪-古近纪之交的这次行星撞击事件与恐龙灭绝之间具有密切关系。
科学家推测，这次撞击产生巨大的冲击波引发了大规模的森林火灾、海啸和地震，并将大量的尘埃和气体抛入大气层，遮蔽阳光，导致全球气温骤降。据2023年10月英国《自然》杂志报道，比利时研究人员考察了美国一处小行星撞击地球的遗迹，并进行古气候模拟推演后得出结论，6600万年前一颗小行星撞击地球使得花岗岩和片麻岩岩石粉碎，产生了重达2万亿吨、直径在0.8至8微米之间的硅酸盐颗粒尘埃，导致地球上的植物在撞击后近两年内无法进行光合作用，地球因此进入“核冬天”。
在此期间，地表温度下降约15℃，食物链的底层崩溃导致整个生态系统陷入混乱。恐龙作为当时的顶级掠食者，失去了食物来源，最终走向了灭绝。而那些不以单一食物源为生，或能进入休眠期的动物群（例如小型哺乳动物）和植物群得以幸存下来。因此，一些体型较小的蜥蜴和蛇、体型较大的鳄类平稳地穿越了白垩纪末的界线，并没有遭受太大的损失。
自地球诞生以来，至少已有50亿种生物曾在这个星球上繁衍生息，但其中的99%以上都已灭绝。如今，与我们人类共存的生物，仅仅是整个地球生物演化史中数量极其微小的一部分。
生物大灭绝事件似乎具有一种神秘的周期性，有学者认为出这种事件的周期大约为6200万年，与恐龙灭绝距今的时间基本一致。这不禁让人心生忧虑：人类是否正悄然步入一个新的生物大灭绝时代？面对这一未知的挑战，我们需要更加深入地探索生物灭绝的规律，真正破解恐龙灭绝的秘密，从而更好地守护地球生物多样性和生态平衡。
南方周末特约撰稿 马志飞
责编 朱力远
