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恐龙之后的幸存者

灾难性的毁灭

在北美的山谷里,正在发生着一场惊心动魄的角斗。高2.6米,体重达到8吨的两只雄性三角龙,在为交配权大打出手,它们用头角相互顶撞,发出沉闷的嘶吼声,沉重的脚掌踩在地上,震落了周围树木的叶片。一只三角龙败下阵来,气恼地嘶吼一声,跑远了。胜利者满意地注视着这一切。

但好景没有太长,一场始料未及的灾难发生了。一个巨大的火球从天边出现,迅速飞来,亮度陡然增加,强光灼伤了三角龙的眼睛。在三角龙还没弄清究竟发生了什么时,火球撞到了地面,产生的炽热高温让三角龙的皮肤水分瞬间汽化蒸发。这一切发生得如此迅速,撞击点周围的生物都难以幸免……

这就是科学家们还原的6500万年前小行星撞击地球的一幕。这次撞击产生了100万亿吨TNT炸药的爆炸当量,大约相当于二战期间投掷在日本广岛的原子弹爆炸威力的70亿倍!这一撞击力量如此之大,以至于搅动了深层岩石,沉积岩几乎变成了液态,岩浪涌进陨石坑内,形成了比喜马拉雅山还高的山脉。几分钟之后,山脉倒塌了,在陨石坑壁内侧留下了一个在地质学中被称为峰环的特殊巨型环状结构。这样的峰环结构在其他星球上很常见,但在地球上,希克苏鲁伯陨石坑是唯一拥有峰环且保存完好的。

不过,在撞击点周围1000千米内,几乎很难有幸存者能目睹这一“造山”奇观。爆炸后产生的脉冲波,比音速还快地穿越空中,撕裂着周围的物体,即使30吨重的恐龙也会被抛向天空。生物们还会在几秒内被巨大的辐射热死、强烈的地震杀死。

一些距离比较远的生物们或许可以躲过一劫,但他们没法躲得更久。8分钟后,因撞击溅射到空中的数以吨计的岩石碎屑开始下落,幸存者再次受到了致命一击。40分钟后,被蒸发的岩石物质已经随着膨胀的高温气体弥漫在地球的上空,随着冷凝作用的进行,这些物质凝结成粒径小于一毫米的球粒,从高空坠落。这些球粒所携带的动能是巨大的,大约有两千万兆吨,在下降过程中,所有这些能量都将转化为热量,整个地球下起了一场高温“球粒雨”。

炽热的球粒使得大气层急剧升温,坠落之后又点燃了植被,将地球变成了一个超级大火炉,可以想象,许多暴露在外的大型恐龙将会立刻被烧死,而任何非地下或非水中的生物,将忍受持续几个小时的异常高温的烘烤。

巨大海啸与海水酸化

即便是在海洋里,生物也会面临巨大挑战。剧烈的碰撞产生了强度大于10.8级的地震,震波会引发巨大的海啸,高90米的海墙会在几秒间淹没陆地。最初,研究者以为只有撞击点附近的墨西哥湾才会有巨型海啸,但令人惊讶的是,在距离撞击点几千千米远的美国蒙大拿州地狱溪地层,科学家们也找到了巨型海啸的证据:白垩纪时期墨西哥湾鱼群的尸体化石。

但科学家们怎么知道这些鱼是死于这次撞击前,而不是在很久之前就已经死去了呢?科学家们检查了它们的腮,这些史前鱼群里腮塞满了撞击后产生的玻璃陨石碎片,说明它们在撞击发生时还活着,随后巨大的海啸,将它们连同海底沉积物重重地抛向了陆地。在含有鱼群化石的海啸沉积物中,科学家们还有另一个惊人的发现:两种恐龙化石残骸,在海啸发生之前,这些恐龙还活着,还在试图逃跑,但随后很快被海浪携带的沉积物活埋。

海洋生物面临的第二个挑战是海水酸化。小行星撞击的区域是富含硫的碳酸盐岩,随着大部分岩石气化蒸发,富含硫酸盐的气溶胶进入到平流层,导致雨水和海水变酸。海水酸化,会杀死许多依赖于碳酸钙的生物。而这种气溶胶需要至少十年的时间才能消散,导致许多浮游植物以及依赖它们而活的海洋生物的灭绝。

地球进入核冬天

野火肆虐、超级地震、海啸,强大的阵风搅动着大气,碎片从天上落下,撞击产生的烟尘和尘埃,笼罩着整个地球。一连串灾难让地球死气沉沉。现在,在远离撞击点的地区,也许还有许多幸存的植物和动物,经过几天的炙热天气,没有那么热了,但它们将迎来另外一个长期的灾难——核冬天。

研究者预计,撞击事件和大火,产生了高达700亿吨的烟尘。遮天蔽日的尘埃基本上阻隔了所有阳光,整个地球陷入漫长的黑暗。两年时间里,没有光线到达地球表面,全球气温平均骤降了16℃,北极冰向南扩散。

漫长的黑暗冬夜阻断了植物的光合作用,浮游植物群消失,导致水生生态系统完全崩溃。陆地植物死亡,植食动物们相继死亡。而当植食动物大量死亡,食肉动物也很快步它们的后尘。经过这无数的磨难后,在陆地上,没有任何体型超过浣熊大小的生命存活了下来。

这一段灰暗的时期,在化石里留下了清晰的印记。大量碎屑尘埃物下沉,在整个地球表面覆盖了厚厚的一层。这层物质成了“白垩-早第三纪的”分界层。在这一层的下方,你会发现到处都是恐龙化石、白垩纪时代的动植物化石,而在这一岩层的上层,你很难再找到它们的踪影。

另一个犯罪团伙

但在撞击发生之前,地球上的生命或许已经受到了威胁。在法国西南部和其他地方,一个研究小组发现,在小行星撞击之前,沉积物中有大量的汞。在这一层沉积物中,还有另一条线索:恐龙时代的浮游生物化石。奇怪的是,与健康的贝壳不同,这些化石贝壳很薄,而且表面开裂。种种迹象表明,在撞击事件发生之前,在远离撞击点的地球另一端,地球或许已经遭遇了一场灾难性事故——印度德干火山喷发。

根据德干火山岩中的锆石记录,研究者确定了这次喷发的起始时间。大约在6625万年前,德干火山开始了多次的大规模喷发,爆发排放了大量的二氧化碳和有毒气体,导致了当地局部气温上升了7.8℃和部分物种灭绝。但还只是开始。

当小行星撞击事件发生后,地震冲击波传遍整个地球,余震持续好几个月。在这一期间,地壳板块撕裂,余震触动熔岩,迫使它们穿过新出现的地壳裂缝,喷发出来。全球许多火山都开始了猛烈的喷发。德干火山也不例外,德干火山喷发得更加剧烈,在这次撞击之后又持续喷发了50万年。在75万年间,德干火山总共喷发了大概150万平方千米的熔岩、9900万~1.78亿吨的汞,以及大量导致气候变化的二氧化碳和二氧化硫。

火山气体导致气候变化,改变了地球温度和海洋酸性,地球大气也变得浑浊,使许多海洋生物中毒,并且也会使得陆地生物窒息。

所以,在撞击事件发生前,地球上的生命也许已经感受到了生存压力。火山喷发和小行星撞击,这两种灾难性事故都会导致一些物种灭绝,但全球大规模灭绝事件应该是这两个灾难性事故共同造成的。

恐龙之后的幸存者

小行星撞击地球后,产生了一波又一波毁灭性灾难。这些灾难在短时间内消除了地球上的大部分生命。在陆地上,任何超过25千克的生物都没法存活下来。在海洋中,蛇颈龙、鱼龙和沧龙等水生爬行类动物、90%的藻类物种和大量的无脊椎动物也都灭绝了。据估计,地球上75%的物种都消失了。

但一些动物却通过了考验,今天生活在地球上的一切生物都可以将其祖先追溯到这些幸存者身上。这些幸运儿是谁?它们又有什么独特的本领?

可以想象的是,如果要在一连串的毁灭性灾难中存活下来,幸存者需要具备一些独特的身体构造和技能,比如一个小身体、水生生活。这不难理解,小动物可能会更容易找到庇护所,它们所需的食物比大型动物所需的食物要少。而生活在水中的动物可以借助水体的掩护,抵挡住极端天气。

所以,在动物中,水生动物、两栖类动物、体形较小的陆生动物会有更大的存活几率。而在中生代,为了躲避恐龙,哺乳动物大多体型非常小巧,很少有哺乳动物比老鼠大,这些哺乳动物,早已经习惯了在晚上狩猎,居住在树丛中或地下,所以不少哺乳动物也躲过了一劫。

虽然动物们抵挡住了气候的灾难性变化,但并不意味着它们现在安全了。经过了几天炽热的“烘烤”后,地表温度现在已经恢复到可以承受的水平,这些幸存者从洞穴中或水面中出来活动时,会发现另外一个问题:没有了食物。

不挑食,才能存活下来

灾难之后,即使有一些恐龙借助洞穴掩护,躲避了高温天气,但地球上几乎没有植被,也没有大型的肉食动物,它们也会饿死。不过,另一批动物们依旧设法找到了食物,它们就是食腐动物、杂食动物和食虫动物。

当动物们大量死亡,尸骸会堆积在地表上,有的还会随着雨水流入到河流和湖泊,为食腐动物提供丰富的食物来源。这些食腐动物就包括一些昆虫、蠕虫和蜗牛、鱼类。食腐动物反过来又为幸存下来的哺乳动物、鸟类等等提供食物。在世界末日之后,食物链又重新建立了起来。

不过,光吃食腐动物可不够。为了生存,许多幸存下来的动物吃的食物非常杂。例如,有喙的鸟类恐龙可能还会以种子为食。这种高热量的食物,可以为鸟类提供数十年的营养。其他鸟类恐龙,比如有些有尖锐的牙齿,但没有喙的,就没法吃到种子,这可以解释为什么它们灭绝了,而它们的亲戚——现代鸟的祖先则幸存下来了。

昆虫也只是哺乳动物的一种食物来源,许多早期的哺乳动物们除了进化出了适合咀嚼昆虫的尖而锐的牙齿外,它们的嗅觉还很灵敏、四肢强壮,前后肢的指头上都长有坚硬的爪子,这让它们不但可以在树上和地面捕食昆虫、鸟蛋和小动物,还能用前肢挖出泥土中的植物根茎。

而白垩纪时期的食草动物,它们的口角扁平,并不适合咀嚼昆虫,所以,撞击事件发生后,没有任何纯食草动物存活下来。

一些“挑食”的动物下场更为悲惨。例如浮游植物在这次撞击事件中,几乎全部灭绝了,这也导致石藻和软体动物(包括菊石、厚壳蛤类、淡水蜗牛和贻贝),以及以浮游植物为食的海洋生物要么物种遭受了重大损失,要么完全灭绝。相比之下,史前鳄鱼和身长达9米的鳄龙(类似鳄鱼的爬行动物)这两种史前大型爬行动物、虽然体格庞大,看似不好存活,但它们都是水陆两栖动物,能找到大量腐烂的动物尸体,反而幸存了下来。今天,鳄鱼们依旧可以在没有食物的情况下存活数月,而它们的幼仔很小,生长缓慢,在最初的几年里主要吃无脊椎动物和死去的生物遗骸。这些特征正是继承自白垩纪末期的史前鳄鱼。

在陆地动物中,也有类似的情况。一些昆虫能吃许多不同种类的植物,或者以腐烂动植物为食。其他昆虫则非常挑剔。例如,潜叶蛾通常只吃一种植物物种或几种与主食植物密切相关的物种,这使得潜叶蛾没有在灾难中幸存下来。

末日之后的繁荣

在撞击之后,幸存下来的动物们,生活并不容易。不过,它们很快就会迎来一个新的发展机会。由于捕食者和竞争对手较少,有大量的生态空缺位,这些在恐龙阴影下生存的动物们开始繁荣起来。

一个典型例子就是哺乳动物。哺乳动物有很好的适应环境的能力,它们头脑发达,能够支配行动。身体恒温,能够抵抗环境的温度变化。恐龙孵化幼崽直至长大成年需要很长时间,在遭到灾难性事件后,其种群数量无法快速恢复。早期哺乳动物在这方面则占据明显优势,它们后代的出现只花了几个星期的时间,这使它们在种群恢复上拥有明显优势。所有这些,都为哺乳动物的壮大发展提供了自身的优势。

进入新生代后,包括人类、大象在内的胎盘哺乳动物成为哺乳动物大家族的主流。研究者发现,胎盘类哺乳动物在白垩纪晚期进化出来,演化速度在白垩纪大灭绝之前还比较平稳,但在灭绝事件发生后,它们的进化速度比之前快了三倍,并成为新生代地球的主宰。今天,超过5400种不同的哺乳动物物种分布在世界各地。

而在爬行动物中,有鳞目成了最大赢家。有鳞目顾名思义指的是那些体表被角质鳞片覆盖的动物,包括所有的蜥蜴和蛇。在侏罗纪时期,有鳞目动物占据了许多生态位,当白垩纪灭绝事件发生时,许多陆生的有鳞目也灭绝了,但有鳞目只花了1000万年的时间,就迅速恢复了种群。到今天,现存有鳞目物种已经达到了8000种。

所以,恐龙时代的终结并不是地球生物的终结,对于另外一些动物来说,特别是哺乳动物,正因为恐龙消失了,我们才会有机会成为今天的地球主宰。

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