在地球生命史的長河中，生物大滅絕事件如同驚濤駭浪，一次次重塑地球的生物格局。曾經的地球霸主——龐大的恐龍家族在白堊紀末期突然消失，成為地球生物演化史上最大的謎團之一。因此，關於恐龍滅絕事件的研究，成了科學界一個經久不衰的話題。最近，科學家對於恐龍滅絕的原因又有了新的認識。
恐龍到底被誰「滅門」?
恐龍大滅絕事件與地球生物演化史上其他幾次滅絕事件明顯不同。英國學者理查德?福提在《化石：洪荒時代的印記》一書中指出：「在某些情況下，大滅絕的前兆是科一級分類單元數量的總體衰減，比如三葉蟲在二疊紀開始之前種類已經所剩無幾，二疊紀末的大滅絕不過是最後的致命一擊。而另一些情況下的滅絕則似乎更為突然，經典案例是白堊紀末恐龍的滅絕。」
在這場災難中，全球85%的動植物滅絕，其中包括在陸地上占統治地位的裸子植物本內蘇鐵類、統治地球長達1.6億年之久的非鳥恐龍類以及海洋中的軟體動物頭足綱的菊石類全部滅絕。科學家們通過地質勘探、化石發掘、氣候模擬等多種手段，試圖找到這場突如其來的災難背後真正的「罪魁禍首」。
如今，科學家已經提出了多種假說，例如佔據主流的隕石撞擊說、火山噴發說，其他還有學者認為是微量元素污染導致恐龍生殖能力和孵化率降低、不能適應氣候變冷而被凍死、不適應以大量新生的被子植物為食而被毒死、與哺乳動物競爭失敗而被淘汰等等。
奧陶紀以來生物滅絕事件與大火成岩省之間的關係（schobben et al., 2019）。圖中顯示，地球上大規模的生物滅絕事件往往與大火成岩省的出現在時間上存在著關聯。例如，二疊與三疊紀生物滅絕事件以及晚三疊紀生物滅絕事件可能與同時期的西伯利亞大火成岩省以及中大西洋大火成岩省有關。（資料圖）
長期以來，人們普遍認為隕石撞擊是導致恐龍滅絕的主要原因。科學家們推測，一顆直徑約10公里的小行星撞擊了地球，導致了全球性的災難。在這樣的環境下，恐龍等生物因無法適應而大量滅絕。科學家們還發現，地球生物演化史上的5次大滅絕事件其中有4次都與大規模火山噴發有關，出露面積約50萬平方公里的德干玄武岩形成於白堊紀末期，在時間上與恐龍大滅絕事件一致，因此很多學者認為這二者之間存在因果關係。那麼，到底哪種假說是正確的呢？
德干火山可能只是幫凶
德干火山噴發假說在近年來引起了廣泛的關注，但越來越多的證據表明，它可能並不是導致恐龍滅絕的主要原因。
德干火山群位於今天的印度中部，是白堊紀末期至古近紀早期世界上最活躍的火山之一。科學家們通過地質勘探和同位素測年技術發現，德干火山第一次大規模噴發的時間約為6630萬年—6615萬年，噴發出大量的熔岩和溫室氣體導致全球升溫達2～4℃，地質學界稱之為馬斯特里赫特期末期變暖事件。2022年7月18日國際地學知名期刊《地質學》在線發表了中國科學院南京地質古生物研究所的一項研究成果，該項研究分析了德干火山首次噴發在東亞的記錄以及湖泊環境和生物群對此事件的響應，結果證明德干火山活動使地球處於相對溫暖的氣候條件，而這種變暖可能使全球生物地球化學循環更接近於溫室環境失控的臨界點。這也就意味著，德干火山活動是白堊紀末期大滅絕事件發生的背景條件。
德干火山大噴發發生於白堊紀末期，在時間上與恐龍大滅絕事件一致。視覺中國|圖
2023年11月，美國《科學進展》雜誌上的一項研究成果顯示，加拿大麥吉爾大學團隊開發出一項新技術，估計了在恐龍滅絕前的20萬年里，大規模火山噴發向大氣中注入了多少硫和氟，並據此得出結論：在恐龍滅絕之前，氣候條件是不穩定的，這種不穩定會使所有動植物的生存變得困難，並為恐龍的最終滅絕「埋下種子」。
然而，2024年12月，美國《科學進展》雜誌上的又一項研究成果顯示，德干火山噴髮帶來的氣候變化影響在小行星撞擊地球之前就已經逐漸消退。
科學家通過對美國的兩塊跨越白堊紀-古近紀（k-pg）界線地層中的泥炭進行分析，重建了火山爆發和小行星撞擊地球期間的全球氣溫變化模型。他們發現，在小行星撞擊地球之前約3萬年，地球因經歷了一次大規模火山爆發而出現了約5℃的短暫降溫事件，據推測降溫可能是由於火山硫排放阻擋陽光到達地球表面所導致。
但研究人員同時也發現，在小行星撞擊地球之前約2萬年，由於火山爆發釋放的二氧化碳造成的影響，地球氣溫已回升至火山爆發前的水平並已穩定。這也就意味著，至少從陸地環境來看，德干火山噴發引起的氣候變化的影響是短暫的，它可能並非恐龍滅絕的「主謀」，頂多是扮演了「幫凶」的角色而已。
隕石撞擊才是真正元兇
自20世紀80年代以來，隕石撞擊說逐漸成為解釋恐龍滅絕的主流觀點。最初，有學者研究發現在白堊紀-古近紀（k-pg）界線的地層中銥元素含量高於背景值約1000倍，這足以表明受到了地外撞擊事件的影響；後來，又有學者在世界各地的同一地層中找到了衝擊石英等其他關於小行星撞擊地球的證據，並在一些地層中發現了大火形成的木炭沉積層。
最有力的證據是在墨西哥尤卡坦半島發現了直徑約200千米的希克蘇魯伯隕石坑，經檢測發現其熔岩的放射性年齡為6600萬年。這一系列證據都證明了，白堊紀-古近紀之交的這次行星撞擊事件與恐龍滅絕之間具有密切關係。
科學家推測，這次撞擊產生巨大的衝擊波引發了大規模的森林火災、海嘯和地震，並將大量的塵埃和氣體拋入大氣層，遮蔽陽光，導致全球氣溫驟降。據2023年10月英國《自然》雜誌報道，比利時研究人員考察了美國一處小行星撞擊地球的遺迹，並進行古氣候模擬推演後得出結論，6600萬年前一顆小行星撞擊地球使得花崗岩和片麻岩岩石粉碎，產生了重達2萬億噸、直徑在0.8至8微米之間的硅酸鹽顆粒塵埃，導致地球上的植物在撞擊後近兩年內無法進行光合作用，地球因此進入「核冬天」。
在此期間，地表溫度下降約15℃，食物鏈的底層崩潰導致整個生態系統陷入混亂。恐龍作為當時的頂級掠食者，失去了食物來源，最終走向了滅絕。而那些不以單一食物源為生，或能進入休眠期的動物群（例如小型哺乳動物）和植物群得以倖存下來。因此，一些體型較小的蜥蜴和蛇、體型較大的鱷類平穩地穿越了白堊紀末的界線，並沒有遭受太大的損失。
自地球誕生以來，至少已有50億種生物曾在這個星球上繁衍生息，但其中的99%以上都已滅絕。如今，與我們人類共存的生物，僅僅是整個地球生物演化史中數量極其微小的一部分。
生物大滅絕事件似乎具有一種神秘的周期性，有學者認為出這種事件的周期大約為6200萬年，與恐龍滅絕距今的時間基本一致。這不禁讓人心生憂慮：人類是否正悄然步入一個新的生物大滅絕時代？面對這一未知的挑戰，我們需要更加深入地探索生物滅絕的規律，真正破解恐龍滅絕的秘密，從而更好地守護地球生物多樣性和生態平衡。
南方周末特約撰稿 馬志飛
責編 朱力遠
