這顆小行星的直徑估計有10公里,大約相當於聖母峰的大小,以極高的速度撞擊現在墨西哥東南部猶加敦半島附近的淺海,造成全球恐龍滅絕。
早先的研究顯示,小行星撞擊過程中釋出硫磺,留下了112英里(180公里)寬的希克蘇魯伯隕石坑(Chicxulub crater),而野火產生的煙塵則引發氣溫驟降,全球陷入冬季。
比利時布魯塞爾王家天文臺博士後研究員、行星科學家傑姆·伯克·塞內爾(Cem Berk Senel)領導的地球科學家團隊,針對墨西哥希克蘇魯伯隕石坑做進一步研究。研究成果日前已發表於《自然地球科學》(Nature Geoscience)。
粉塵遮日 光合作用停擺
塞內爾研究團隊指出,撞擊後被拋入地球大氣層的碎石產生的粉塵可能發揮了更大作用。這些粉塵阻擋陽光,導致植物在之後近兩年無法進行光合作用,而光合作用對生命是至關重要的生物程序。
科學家為了驗證他們的發現,開發新電腦模型,模擬小行星撞擊後的全球氣候。該模型以當時地球氣候資訊,以及採集自北達科他州塔尼斯化石遺址(Tanis fossil site)沉積物樣本的新數據為基礎,而這些樣本記錄了撞擊發生後20年的狀況。
塔尼斯化石遺址的岩石,含有從白堊紀到古近紀變化的痕跡,被地球科學家用來標記地球歷史。研究人員檢查樣本中硫、煙灰和矽酸鹽礦物質含量,發現樣本中含有比預期更多的細小矽酸鹽粉塵顆粒(直徑約0.8~8.0微米)。這些粉塵顆粒返回地球之前,以噴射物的形式被推入大氣中。
植被死亡 草食物種挨餓
塞內爾研究團隊認為,小行星撞擊產生微小顆粒雲,遮住太陽,並可能在撞擊後兩年內阻止植物進行光合作用。結果,植被死亡,導致許多草食物種(包括部分恐龍)挨餓,可能是引發災難性物種大規模滅絕事件的原因之一。
研究團隊的模型顯示,粉塵可能在大氣中停留長達15年。在這期間,全球氣溫恐怕下降了15°C。
「撞擊後光合作用停止運作近兩年,給生命帶來嚴峻的挑戰。」研究的主要作者塞內爾說,「它破壞了食物網,造成滅絕連鎖反應。」
這項研究是科學家首次針對粉塵顆粒進行詳細研究。
滅絕謎團 極冷?缺光合作用?
塞內爾表示,「長期以來,人們一直認為主要的滅絕機制是希克蘇魯伯撞擊後的極冷氣候,但撞擊後光合作用停止,就是一種(滅絕)機制。」
他補充,在(撞擊發生後)幾週、幾個月內,地球的光合作用全面停止運作,且持續近兩年,在此期間光合作用完全消失。
塞內爾提到,模型顯示,光合作用(植物利用陽光、水和二氧化碳產生能量和氧氣的過程)停止運作與噴射到大氣中阻擋陽光的粉塵直接有關。
他表示,需要更深入了解導致全球變冷或光合作用喪失的原因,以便加深了解希克蘇魯伯撞擊後造成滅絕的確切機制。◇