毀滅恐龍的小行星造成地球籠罩在黑暗中2年

2021/12/25

一項新的研究發現本周早些時候的日全食造成的2分鐘的黑暗似乎意義重大，但與大約6550萬年前與地球相撞的恐龍小行星撞擊地球后的漫長黑暗相比這是幾乎可以忽略的。

研究人員說當這顆6英里寬(10公里)的小行星撞擊地球時，地球陷入了持續了近兩年的黑暗之中。在某種程度上這種黑暗是由全球野火產生的大量煙塵引起的。如果沒有陽光，地球的植物就無法進行光合作用，地球也會急劇降溫。根據這項研究這兩個關鍵因素可能會使全球食物鏈崩潰，並導致恐龍時代末期的大規模滅絕即中生代。

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這一發現可能有助於科學家理解為什麼超過75%的物種，包括非鳥類恐龍，如雷克斯暴龍，以及大型海洋爬行動物，如蛇頸龍，在小行星撞到現在的墨西哥尤卡坦半島后滅絕了。

研究人員說當太空岩石撞擊地球時，可能會引發地震、海嘯甚至火山爆發。這顆小行星以如此的力量撞擊著它，它向大氣中發射了氣化的岩石。在那裡蒸發的岩石會凝結成小顆粒。

當球粒重回到地面時它們互相摩擦，引起摩擦和加熱，溫度足夠熱，可以點燃世界各地的火。研究人員說事實上在地質記錄中仍然可以發現一層薄薄的球體。

大多數大型中生代陸地動物死於小行星的直接後果，但動物生活在海洋或那些洞穴地下或水下滑暫時可能倖存了下來，這項研究的首席研究員,查爾斯·巴丁項目科學家在國家大氣研究中心(NCAR)博爾德科羅拉多州,在一份聲明中說。

Bardeen說：我們的研究是在地震、海嘯和海嘯之後才開始研究這個故事的。想看看我們認為產生的煙灰數量的長期後果，以及這些後果對那些被遺棄的動物的影響。

儘管研究人員在20世紀70年代末發現了這顆小行星的證據，但在太空岩石撞擊地球后，地球在黑暗中被籠罩的時間仍然沒有普遍共識Bardeen告訴《生活科學》。

其他研究人員通過測量地質記錄中煙塵的沉積，估計了這些古老森林野火產生的煤煙。但巴丁和他的同事們採取了另一種方法:他們使用了基於ncarbased的社區地球系統模型(CESM)——一種現代化學氣候模型，該模型是與大氣、陸地、海洋和海冰相關的因素。這一模型使科學家能夠模擬小行星撞擊后的年代煤煙的影響。

不同的研究已經假定了各種類型的粒子，包括灰塵、硫酸鹽和煤煙，所有這些粒子都能阻擋足夠的陽光來冷卻表面，但只有煤煙是如此強烈地吸收，可以加熱平流層，並將表面光的陽光降低到非常低的水平。

此外研究人員使用了最新的地質記錄中細微的煤灰的估計值——即15000萬噸。

研究表明在長達兩年的時間裡，它的黑暗足以使光合作用停止，這將產生毀滅性的影響，尤其是在海洋中，因為海洋依賴於浮遊植物作為食物的主要來源，而這對整個食物鏈來說將是災難性的。即使煤煙的含量是實際數量的三分之一，光合作用仍會被阻擋一年。

除了停止光合作用外，這種遍布全球的煙塵會阻止太陽的大部分熱量到達地球。研究人員發現，在飛機墜毀后一年多的時間裡，陸地和海洋的溫度將分別降低50華氏度(28攝氏度)和20華氏度(11攝氏度)。

相比之下被稱為平流層的上層大氣會變暖，因為那是煤煙在周圍流動的地方，吸收了太陽的熱量。這些炙熱的溫度將耗盡臭氧，並允許大量的水蒸氣在平流層盤旋。研究人員稱當這種水汽與平流層發生化學反應時，會產生氫化合物，從而進一步破壞臭氧層。隨著臭氧消失，煙塵清除，有害劑量的紫外線到達地球，危害生命。

當平流層最終冷卻下來的時候，那裡的水汽凝結，開始下雨突然把煤煙洗掉了。當一些煙灰離開時，那裡的空氣變冷，進而導致水蒸氣凝結成冰顆粒，這些顆粒會沖走更多的煤煙。

研究人員發現一旦這個冷卻周期重複足夠多次，薄煤煙層在幾個月內就會消失。巴丁還指出了一些限制，包括模型是建立在現代地球上的，而在白堊紀末期地球是否有不同的大氣性質，例如不同濃度的氣體。

這項研究發表在周一(8月21日)的《美國國家科學院院刊》(Proceedings of The National Academy of Sciences)雜誌上。

作者：Laura Geggel
來自：Live Science
編譯：中子星
審校：博科園

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