致恐龍滅絕,新研究:海底火山爆發是小行星共犯

作者 | 發布日期 2018 年 02 月 10 日 10:57 | 分類 環境科學 , 自然科學 follow us in feedly

6,500 萬年前,一顆寬 9.6 公里的巨型小行星往今天的墨西哥猶加敦半島位置撞出一個約 180 公里的隕石坑(註 1),並帶來一系列災難如酸雨、溫度上升等,致使 70% 物種滅絕。最近有一項最新研究加碼指出,這場持續數千年的大規模滅絕事件還有另一個關鍵共犯:海底火山噴發。



「白堊紀─第三紀滅絕事件」是地球歷史上一次大規模物種滅絕事件,約 6,550 萬年前,包括統治地球長達 1.6 億年的恐龍在內,有四分之三物種(動物與植物)全走向滅亡。

除了小行星撞地帶來的後續災難氣候,科學界曾就白堊紀末期的火山活動進行過許多辯論,其中知名的印度德干玄武岩(Deccan Traps,註 2)也牽連其中,但早前由於活動與滅絕時間點不匹配,而被地質學家排除在生命滅絕的兇手名單之外。然而,一項新研究揭開了當時的海底火山噴發活動,可能於滅絕事件發揮關鍵作用。

由明尼蘇達大學地球物理學家 Joseph Byrnes 領導的論文發表發表在《Science Advances》期刊,研究表明,海底火山和小行星都是罪魁禍首,只是它們一明一暗唱雙簧。小行星撲來之前,其實部分海底火山已持續長時間噴發活動,等小行星撞地後引發的震波進一步加劇爆發,促使火山以更激烈的規模噴出有毒火山灰而酸化海洋,最終和小行星一起導致大規模物種滅亡。

▲ 小行星撞地想像圖。(Source:By NASA ([1]) [Public domain], via Wikimedia Commons

如果小行星撞地確實加劇海底火山爆發,那麼應該可以從中洋脊(Mid-ocean ridge)歷史看出來,於是 Joseph Byrnes 和團隊立刻投入分析中洋脊。

中洋脊(Mid-ocean ridge)是位於全球海中張裂性板塊邊界的一系列火山結構系統,也是世界上最長的山脈、海底山脈,長達 80,000 公里。地函的熱對流於中洋脊中央處上升,岩漿在此湧出後快速冷卻為玄武岩,形成新的海洋地殼,並將較老的地殼往兩旁推開,從而使海底擴張,科學家可藉著地球磁場翻轉來準確算出海底地質的年齡。

果然,團隊發現當小行星撞到地球時,中洋脊湧出的岩漿忽然激增,約有 10 萬至 100 萬立方公里的火山材料,說明撞擊產生的強大震波可能導致海底岩漿儲層釋放。雖然目前還不清楚海底岩漿有否直接參與滅絕事件,但更可能的是它透過進一步酸化海洋而發揮作用。接下來科學家需要做的工作是弄清楚火山活動對環境的影響。

不過也有其他專研撞擊坑的科學家對這份研究結果持懷疑態度,比如普渡大學地球物理學家 Jay Melosh、德州大學奧斯汀分校地球物理學家 Sean Gulick 等,他們認為兩者只是巧合,沒有明確證據是連帶效應。

註 1:希克蘇魯伯隕石坑(Chicxulub)是一個位在墨西哥猶加敦半島的撞擊隕石坑,埋藏在地表之下,根據推測,隕石坑整體略呈橢圓形,平均直徑約 180 公里,是地表最大型撞擊地形之一。希克蘇魯伯隕石在全世界所有已知爆炸事件中規模排名第一,相當於 100 萬億噸黃色炸藥(1014 TNT 當量)。
註 2:德干玄武岩(Deccan Traps)位於印度南部德干高原,是地表最大火山地形之一,由多層洪流玄武岩所構成,厚度超過 2,000 公尺,面積為 50 萬平方里。

(首圖來源:pixabay