隐藏在墨西哥湾水域下方的希克苏鲁伯陨石坑标志着 6600 万年前撞击地球的小行星的撞击地点。这次灾难性事件最重要的结果是第五次大规模灭绝,它消灭了大约 80% 的所有动物物种,包括非鸟类恐龙。
但是当小行星与地球相撞时到底发生了什么?
通过在希克苏鲁伯和世界范围内研究地质,科学家们拼凑出那可怕的一天和之后的几年发生的事情。
根据 2020 年发表在《自然通讯》上的一项研究,即使在小行星撞击之前,它就已经准备好毁灭,以最具破坏性的角度与地球相撞。研究教授肖恩·古利克 (Sean Gulick) 说,这颗小行星直径约 7.5 英里(12 公里),以约 27,000 英里/小时(43,000 公里/小时)的速度在行星表面形成了 124 英里(200 公里)的疤痕。在德克萨斯大学地球物理研究所,他领导了这项研究。更重要的是,这颗小行星在地平线上方约 60 度处撞击了这颗行星。这个角度特别具有破坏性,因为它允许小行星撞击将大量灰尘和气溶胶喷射到大气中。
Gulick 指出他的同事在该地区的证据支持倾斜撞击的模拟,包括火山口的不对称结构、向上翘曲(向上弯曲)地幔岩石的位置、从该地区收集的岩心中独特的沉积物序列,以及尤其是在岩心中不存在称为蒸发岩的独特类型的岩石,如岩盐和石膏。
古利克的研究小组估计,影响将蒸发的盐膏岩,送的325亿吨硫硫气溶胶的形式,二氧化碳以及435亿吨,到大气中。
根据 2014 年发表在《自然地球科学》杂志上的一项研究,被抛入大气的物质主要由粉状岩石和硫酸液滴组成,这些物质来自富含硫酸盐的海洋岩石,称为硬石膏,在小行星撞击期间蒸发。这团微观物质云在地球周围形成了一层笼罩,减少了进入的太阳热量和光。由此产生的长期冷却极大地改变了地球的气候。2016 年发表在《地球物理研究快报》杂志上的一项研究发现,热带地区的平均温度从 81 华氏度(27 摄氏度)骤降至 41 华氏度(5 摄氏度)。当入射的阳光变暗时,光合作用 陆地和海洋的食物链基础瓦解,恐龙和许多其他动物灭绝。
与此同时,2014 年的研究发现,空气中的硫酸导致了致命的酸雨,在撞击后持续了数天,杀死了生活在海洋上部以及湖泊和河流中的无数海洋动物。
撞击还引发了大规模海啸,即在地球海洋中传播的浅水波。海浪最初达到近 1 英里(1.5 公里)高,并以 89 英里/小时(143 公里/小时)的速度行进,其他海浪达到了巨大的高度,包括大西洋高达 46 英尺(15 m)和 13 英尺(4 m)根据建模研究,在北太平洋。更重要的是,来自巨浪的沉积证据保存在路易斯安那州周围的沉积物记录中。路易斯安那州地下地质的 3D 地震调查显示,长的、不对称的 52 英尺 (16 m)巨型涟漪指向海湾的撞击地点。
和大火肆虐
撞击后粉碎的岩石和灰烬落回地表,还引发了一系列野火,研究人员将其比作肉鸡点燃干火种。额外的烟雾和灰烬可能导致冷却罩,进一步减少了进入的阳光。
地质学家在检查岩层时很容易看到小行星撞击的时间;1980 年发表在《科学》杂志上的一项具有里程碑意义的研究发现,在可追溯到6600 万年前白垩纪末期的世界各地的岩石中,有一层富含铱的薄粘土,铱是一种地球上罕见但在太空岩石中常见的元素。但是,虽然其他壮观的事件,包括野火和海啸,吸引了人们的想象力,但古利克认为更大的影响是地球大气层的变化,可怕的裹尸布导致持续了十多年的冷却。
“造成大规模灭绝事件的唯一方法是搞乱影响整个地球的东西,”他说。“在这里,您有直接证据证明这种情况正在发生。”