大約6600萬(wàn)年前，一顆巨大的小行星撞上了如今墨西哥的尤卡坦半島，引發(fā)了大范圍的野火和海嘯。這顆小行星就是著名的希克蘇魯伯小行星。就在這場(chǎng)撞擊后不久，地球迎來(lái)了白堊紀(jì)末大滅絕，約76%的物種從此消失了，其中就包括所有的非鳥類恐龍。

你可能會(huì)覺(jué)得，這樣的末日景象離我們很遠(yuǎn)。但人類或許也曾經(jīng)歷過(guò)類似的事件，就在一萬(wàn)多年前。

一場(chǎng)突如其來(lái)的千年寒冬

更新世末期，地球告別了最近一次冰期(即末次盛冰期)，開始緩慢升溫。然而12900年前，這樣的趨勢(shì)突然被打斷——全球大部分地區(qū)氣溫驟降，在短短幾十年間，全球平均氣溫可能下降了6℃—8℃，地球進(jìn)入了長(zhǎng)達(dá)1300年的寒冬。這場(chǎng)突如其來(lái)的寒冬結(jié)束得也很突然：格陵蘭的冰芯記錄顯示，大約11700年前，當(dāng)?shù)貧鉁卦?0年內(nèi)迅速上升了10℃，標(biāo)志著這段漫長(zhǎng)寒冬的結(jié)束。

這次突然的降溫被稱為新仙女木事件。與地質(zhì)歷史上幾乎所有氣候變化事件一樣，關(guān)于新仙女木事件的成因眾說(shuō)紛紜。

在北美洲，有一套很明顯的深色地層，被稱為“黑墊”，形成于約12900年前新仙女木事件剛開始的時(shí)候。

2007年，美國(guó)勞倫斯伯克利國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的研究人員發(fā)現(xiàn)，北美洲的“黑墊”下方還有一個(gè)很薄的沉積層，雖然厚度只有不到5厘米，但其中布滿了微球粒、納米金剛石顆粒，以及各種奇怪形態(tài)的碳、木炭和煙粒，微球粒中還檢測(cè)到了很高的銥含量。

這些發(fā)現(xiàn)仿佛是給地質(zhì)學(xué)家的一條留言——小行星“到此一游”。首先，微球粒本就是隕石撞擊現(xiàn)場(chǎng)的“常客”;同時(shí)，銥在地球表面很稀有，因此大量的銥往往指向了地外天體。

與這些高銥微球粒同時(shí)出現(xiàn)的，還有許多球形的碳和玻璃質(zhì)的碳，這些物質(zhì)與煙粒、木炭共同指向了另一個(gè)來(lái)源——野火。在現(xiàn)代的森林大火后，也能觀察到類似的物質(zhì)。因此，研究者懷疑在12900年前，這里曾發(fā)生過(guò)一場(chǎng)隕石撞擊，并因此點(diǎn)燃了野火，撞擊和燃燒產(chǎn)生的高溫將大量的有機(jī)質(zhì)燃燒成了碳球、玻璃態(tài)的碳甚至納米級(jí)的金剛石顆粒。

“四分五裂”的小行星撞擊地球

此后，由24名科學(xué)家組成的團(tuán)隊(duì)，從全球170多個(gè)地點(diǎn)采集了冰芯或沉積物樣品，試圖復(fù)原出一萬(wàn)多年前這場(chǎng)事件的全貌。

這次，研究者不僅找到了更全面的撞擊和野火證據(jù)，還根據(jù)沉積物中煙粒的濃度，計(jì)算了一萬(wàn)多年前那場(chǎng)野火的面積——這場(chǎng)火燃盡了大約7.3%±2.3%的生物質(zhì)，燒毀了近1000萬(wàn)平方公里的陸地，約占北半球陸地的10%。相比之下，白堊紀(jì)末大滅絕事件期間燃燒的生物質(zhì)還不到這場(chǎng)大火的三分之一。

小行星撞擊是如何引發(fā)這么大規(guī)模的火災(zāi)的?

要知道，100多年前在西伯利亞發(fā)生的、曾被認(rèn)為是某個(gè)小行星在地球大氣內(nèi)爆炸導(dǎo)致的“通古斯大爆炸”，其產(chǎn)生的沖擊力接近200顆原子彈爆炸，影響面積約2000平方公里，但點(diǎn)燃的面積只有不到200平方公里。

那么，是一個(gè)巨大的小行星撞到了地球嗎?也不太可能。“因?yàn)橐淮屋^大的小行星撞擊事件，很難形成這樣廣泛散布各地的物質(zhì)沉積。”美國(guó)堪薩斯大學(xué)的阿德里安·梅洛特解釋道，“因此我們猜測(cè)，更可能是一顆小行星碎裂開來(lái)，碎片分散撞擊了幾個(gè)大陸。”

按照計(jì)算，這顆小行星的直徑大于100千米，然而小行星在進(jìn)入地球軌道后，就開始解體，只有部分碎片進(jìn)入了地球大氣，碎片與至少4個(gè)大陸相撞，或在大陸上空爆炸，釋放的能量才能引發(fā)如此大規(guī)模的野火。

如果說(shuō)這些冰芯與沉積層中的指示劑都還是比較間接的證據(jù)，那么2020年發(fā)表于《科學(xué)報(bào)告》的一項(xiàng)研究可能提供了更為直接的證據(jù)。

在敘利亞北部的一個(gè)考古遺址中，考古學(xué)家發(fā)現(xiàn)了大量熔化后又重新凝結(jié)的金屬顆粒和玻璃態(tài)物質(zhì)，其中包括熔點(diǎn)在1768℃的鉑和熔點(diǎn)在2466℃的銥。也就是說(shuō)，當(dāng)時(shí)周圍的大氣溫度甚至可能達(dá)到了近2500℃。研究人員認(rèn)為，這種能量強(qiáng)度只能由瞬間的高能量現(xiàn)象造成——很可能就是小行星撞擊事件的結(jié)果。如果真的如此，那這里可能就是第一個(gè)記錄了小行星碎片給人類居住區(qū)帶來(lái)直接影響的遺跡。

需要說(shuō)明的是，撞擊假說(shuō)只是解釋新仙女木事件成因的理論之一，也有假說(shuō)認(rèn)為是北半球的冰蓋迅速融化，導(dǎo)致海洋的溫鹽環(huán)流放緩，從而改變了全球氣候。或許就和恐龍滅絕一樣，我們只能等待更多的證據(jù)出現(xiàn)，來(lái)揭開新仙女木事件的真相。(張琪 據(jù)環(huán)球科學(xué)公眾號(hào))

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