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破解恐龙灭绝之谜
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广告招租,e-mail:yesize@hotmail.com 地球历史上的中生代曾经生息过种类繁多的爬行动物。1842年,英国解剖学家欧文为这类动物类群起了一个生动而响亮的名字——恐龙(恐怖的蜥蜴)。就是这样一个主宰地球1.6亿年之久,盛极一时的庞大动物类群,在白垩纪末期却突然惨遭覆灭,写下了生物史上令人费解的一章。 到目前,各种有关恐龙灭绝原因的解释不下几十种,如气候变化说、植物影响说、火山爆发说等等,但均不能自圆其说。其中美国物理学家路易·阿尔瓦雷兹提出的小行星撞击地球的假说近来倍受各方关注。他在研究白垩纪末期地层中的粘土层时发现,微量元素——铱的含量比其他时期岩层中陡然增多30~160倍,之后人们从全球多处地点取样测验都得出同样结论,白垩纪末期地层中铱元素含量异常增高的确是普遍性的。于是阿尔瓦雷兹认为在白垩纪末期有一颗直径约10公里的小行星撞击了地球, 产生的尘埃遮天蔽日,造成地表气候环境巨变导致了恐龙的消亡。但是,用小行星撞击来解释岩层中铱含量增加和恐龙灭绝存在许多疑点。 1、 小行星一般都是由硅、 铁类元素构成,这样巨大的小行星落在地球表面即使经历漫长岁月也不可能踪迹全无,而在地球上从未发现有这样大型的陨石; 2、白垩纪末期的岩层大部分是熔岩冷却形成的火成岩 ,由尘埃堆积而成的沉积岩只占地表很小一部分。仅一颗小行星撞击扬起的尘埃能够把当时地球上绝大多数动植物埋入深达几千米的岩层中吗? 3、一颗小行星所含的铱元素就能均匀的散布以至覆盖整个地球表面吗?况且,铱元素在地外小行星上存在(含量并不很多),在地球深处也同样存在,为什么只推测来自地球以外而不是来自地球内部呢? 其实,白垩纪末期地层中铱含量增多的异常情况与恐龙的灭绝的确密切相关,但通过仔细研究却可以得出另一种结论。我们知道,在地球内部进行的热核反应会不断积聚起巨大的能量,一旦地壳承受不住时,内部压力便冲破地壳突然释放形成大爆发。铱——这种主要存在于地核内的元素,在大爆发时通过熔岩喷发从地球深处带到了地壳表层,而公认的标志白垩纪结束的粘土层正是大量火山灰尘堆积形成(科学家在夏威夷克拉维亚火山喷出的气体中曾检验出微量的铱)。所以,白垩纪末期地层中铱含量普遍增多恰恰证明当时地壳发生了普遍性剧烈喷发。 化石档案告诉我们,绝大多数恐龙的死亡时间和绝大部分恐龙蛋化石的产出年代是在白垩纪末期,已发现的恐龙和恐龙蛋化石全部保存在富含铱的薄粘土层下的地层中,富铱层的下伏地层和上伏地层中生物群的面貌截然不同,恐龙在白垩纪末期以后的地层中便消失了。各种地质和化石线索表明,白垩纪末期的地球上确实发生了对恐龙生存极为不利的突然变化,这与地质学界认定的白垩纪末期大规模造山运动等一系列全球性地壳构造剧烈变动的时间正相吻合。 白垩纪末期的大爆发,已远非我们今天看到的火山爆发所能比拟,从大面积火成岩凝固的德干高原到辽阔大洋盆的出现,其熔岩喷发猛烈程度可想而知了。原先曾经广布繁盛动植物的地壳表面,在大爆发后膨胀分裂形成了现在的大陆和大陆架,当时到处是地层开裂,山脉隆起。绝大部分动植物被喷发的熔岩和火山灰所掩埋,恐龙和其它动植物的遗骸在高温、高压、隔绝空气的巨厚岩层中,经历了漫长时期,这些有机物质发生了化学反应,变成了现在的石油和煤炭矿藏。由于石油具有流动性,经岩层中的缝隙汇集在地层中低凹的区域,因为地层构造与地表形状的整体性,所以,石油一般都集中在地表凹陷的地区下面的地层中(如盆地、海湾),据勘探在所有大陆(包括南极洲)和大陆架的地层中都有石油和煤炭矿藏分布(大洋盆是白垩纪末期大爆发后才形成所以例外)。 近年来在内蒙古巴音满都呼白垩纪末期的地层里出土的数百个原角龙和甲龙化石中,有大量恐龙完整骨架成群堆积在一起,从遗骸的埋葬姿势看,它们是在极度痛苦中死去。其中有两窝甲龙幼子,它们萎缩着身子紧紧依偎在一起,抬头作观望状,显然在临死前的时候发生了从天而降的可怕情况。在蒙古戈壁有一处食肉恐龙临死前正在孵卵的化石,它后肢叉开,前爪分开并伸向后方的动作显出是正在护着自己的卵,窝内有十五枚恐龙蛋。这些瞬间 死亡场面清楚说明它们是灾难性的集体死亡,而且死后尸体迅速在原地被埋葬。在世界其它地方的恐龙化石许多都有相似的死亡特征。同时发现当地含化石的岩层是一种砖红色的粉沙岩层,而恐龙化石普遍出产于沙岩层中,这种由大量火山灰堆积而成的沉积岩正是形成化石的最佳环境。没有特殊情况形成的动物尸体迅速原地埋藏,是不会保留下这么多完整无缺的个体化石。如果动物死后暴露在地面不能迅速掩埋,尸骸受风化、流水等外力作用早已化为乌有,即使形成化石也只能是残肢碎片了。 可以推测那次环境剧变的过程相当突然和短暂(新星爆发时突然变亮的时间往往只有几天至几个月)。因为,如果地球环境是在较长时间逐渐变化,恐龙种群是缓慢消亡的话,它们的繁重肯定会受极大的影响,而不会留下这么大量埋没时间相对集中的恐龙蛋化石和整窝恐龙幼仔化石。所以,大多数恐龙应是在生存环境一直基本正常的情况下,因突然降临的毁灭性灾难而大批死亡。 大量的石油和煤藏以及体现当时地球环境特征的动植物化石均显示,白垩纪末期以前,地球大气层的密度和厚度远远超过现在。美国耶鲁大学的科学家发现一块8000万年前的玛瑙中密封着一个气泡,这个气泡中氧气含量高达30%,由此推断,8000万年前地球大气中氧含量为30%,而现大气中氧气含量仅21%。那时的地表在浓厚大气层包围中,全球都是非常温暖潮湿的气候环境。在趋于平坦的大地上湖泊广布、河流纵横,到处覆盖着苏铁、银杏、水衫等,一派郁郁葱葱、生机勃勃的景象。那时极地和赤道的温差很小,20世纪80年代,加拿大地质学家曾在北极圈内的埃尔斯米尔岛发现了一片以水衫为主的化石树林,林中还有鳄等爬行动物化石,说明白垩纪时极地具有热带的气候。自然环境是决定生命存在 形态的主要因素,动植物体形特征就是生活环境的反映,中生代陆地上生长的大多是高大的蕨类和裸子植物。地球大爆发后,那些身躯硕大的已经是只能在气温暖湿、植被丰富的优越环境下生活的特化动物恐龙们,当它们赖以生存的湿热环境一旦不复存在时,即使少数侥幸躲过这场劫难存活下来,身体器官系统也已无法适应改变后的相对寒冷干燥、有冷暖季节区分的气候环境而继续生存,结果未能跨过新生代的门槛。所以,大多数恐龙的绝迹便自然而然了。 还有一部分幸免于难体形较小的恐龙,因在生存方面具备的便于隐藏以躲避外界环境变化,食量小,耐肌饿等优势,伴随一些早在侏罗纪就已经进化为原始鸟类、哺乳类的原本不起眼的动物,遵循物竞天择、适者生存的自然法则,在相对恶劣的环境中,经过7000万年不断演变,大多数物种改变了原来的形态,由变温的冷血动物进化为耐寒的能调节体温的热血动物——鸟类、哺乳类及人类,逐步占领了地表广阔的空间,由于哺乳类与爬行类的渊源关系,在它们身上可以看到恐龙的影子,如犀牛与角龙、鸭嘴兽与鸭嘴龙…… 当然,每次大规模物种进化后,总会有一些物种保留原状,像鱼类进化为两栖类后,鱼类还延续生存,爬行类中也有极少数至今仍然保持了7000万年前恐龙的原始形态。从那些小型恐龙和古鳄化石可以看出现今生存的巨蜥、鳄类的相貌与恐龙时代生活的前辈一脉相承。 地球岩层中的生物遗迹揭示,在生命进化史上生物界的演化几经周折和磨难,生物灭绝从没有停止过,每隔一定时期就会发生一次物种大灭绝。白垩纪末期的恐龙灭绝不是惟一的灾难,而只是距今最近的一次。在更早的年代中曾发生过多次,如二叠纪末期约2亿年前在海洋中的长身贝类、海蕾纲以及盛极一时的三叶虫等大多数古生代海生无脊椎动物类群突然大大减少,以及发生在5. 4亿年前,绝大部分无脊椎动物在很短时间突然出现的“寒武纪生命大爆炸”现象,显示生物从单细胞向多细胞进化与爬行动物向哺乳动物进化一样,的确是一个突然的过程(有1984年发现的我国云南澄江化石群为证)。 可以看出,这一系列生物灭绝是源于一种相同的驱动因素,不是偶然和不确定性的,而是可以预测和定向性的。印度德干高原暗色火成岩的形成是7000万年前在不到100万年内喷发出来的,西伯利亚暗色火成岩的形成年代与二叠纪末期生物大灭绝之间也有明显的联系,地球上大部分泛布玄武岩的地层形成时间与历次生物大灭绝时间大体一致,这一过程已经以化石这种特殊文字记录在地层这部巨厚“史册”中。虽然有些物种因不断的“灾变”而消亡,但生物进化链条的每一环节从来没有缺失,只是生物的形态、习性有所改变,由一种 结构变成了另一种更适应环境的结构,生物结构决定它的习性和形态,新物种的诞生实际上是旧物种在新环境下进化的结果。 迄今没有明显的证据可以证明,像恐龙灭绝这种大规模生物灭绝是由小行星撞击等来自外太空的影响引起。但是,地球内部地质构造曾经频繁变动(至今仍在继续)的事实表明,恐龙灭绝的罪魁祸首只有一个——即白垩纪末期的地球大爆发。不断发生的周期性地壳构造变动(大爆发)引起的环境“灾变”,在生命进化过程中始终起着主导作用。当然,小规模的物种逐渐进化也贯穿于整个生命演变过程。这种周期性天体爆发是所有行星(包括地球)在演变过程中不可缺少的重要环节。那些山脉中的海洋生物化石和海底石油矿藏就是解释恐龙时代因地壳剧烈变动而终结的最好说明。
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