（图源：thepaper.cn）

  • 魏巍供稿

6600万年前的春天，蛰伏了一冬的生命苏醒了，开始享受大自然赐予的温暖的阳光、和煦的春风。然而，一颗火球伴随着轰鸣划过天空，带走了地球上近四分之三的生命。

据研究人员 最新 发现，白垩纪-古近纪生物大灭绝是由希克苏鲁伯小行星（ Chicxulub asteroid）撞击尤卡坦半岛（Yucatán Peninsula）引发的，那时正是北半球的春天。

这项研究由荷兰阿姆斯特丹自由大学、瑞典乌普萨拉大学、欧洲同步辐射设施（ESRF）、比利时皇家自然科学研究所、布鲁塞尔自由大学等团队的研究人员联合完成，于2022年2月23日发表在《自然》杂志上，论文题目为：The Mesozoic terminated in boreal spring。

（图源：nature.com）

突如其来的灾难

研究人员此前已经发现，大约6600万年前，一颗巨大的小行星以每小时约64000公里的速度冲向地球，撞上了如今位于墨西哥的尤卡坦半岛。撞击之后，地球的空气中弥漫着气体和粉尘，犹如核武器爆炸后的景象。据科学家估计，这次撞击产生的爆炸性能量超过100万亿吨TNT。

小行星撞击后，穿透地壳到几英里的深度，凿出一个超过185公里的陨石坑。小行星爆裂时形成了巨大的熔融态喷射物从大气中喷出，其中一些呈扇形散布到北美，一千多公里内的一切都被点燃。此外，地表岩石被快速加热融化溅起并向外扩散，形成无数炽热的玻璃陨石，覆盖了西半球。

制造希克苏鲁伯陨石坑的小行星的一部分（图源：nationalgeographic.com）

以小行星坠落的地点为中心，方圆1500英里内的大气变得炽热，引发了巨大的森林山火。与此同时，巨大的海啸吞噬了整个墨西哥湾，沿岸变成一片汪洋。随着地球转动，地球另外半边的森林也被点燃，整个南亚大陆都变成了火海。科学家根据计算机模型推测，当时地球上70%的森林都起了火。此后几个月，地球表面被厚厚的烟雾和尘埃覆盖，阳光根本照射不进来。

突如其来的撞击让地球突然进入冬天，造成76%的物种大灭绝，殃及的生物包括非鸟恐龙、翼龙、菊石及大多数海洋爬行动物。一些生物在小行星撞击的当天就死去了，其余的植物开始陆续枯萎，动物也逐渐衰亡。但科学家对这一事件发生时间的研究始终集中在千年的尺度上，且一直不清楚撞击发生的具体季节。

美国中西部北达科他州（North Dakota）的塔尼斯（Tanis）距离当时小行星撞击地超过3500公里，尽管如此遥远，还是受到小行星撞击的严重影响，海啸般的波浪从河中涌起，席卷了沿途的所有生命，将沉积物、树木和动物尸体混在一起。

“这场景看起来非常暴力，就像一场车祸”，乌普萨拉大学（ Uppsala University）的古生物学家梅兰妮·迪兰（Melanie During）说。然而，恰好是这些堆积在一起的“垃圾”，为研究灾难爆发的季节提供了帮助。

灾难发生的时节

2017年，梅兰妮·迪兰得到了这些鱼类化 石的消息， 联系了发现该遗址的研究人员，受邀 到北达科他州挖掘与现代鲟鱼密切相关的远古鱼类化石。 她 将其中六块化石带回欧洲， 和 同事 使用强大的X射线对鱼骨进行成像。

为深入研究关于希克苏鲁伯小行星撞击地球的具体时节问题，梅兰妮·迪兰及同事对在白垩纪树干和岩石堆中冻结的古代骨头进行分析，发现了在中生代结束当天集体死亡的滤食性鲟形鱼类（鲟科和匙吻鲟科）的遗骸，在保存完好的化石里可见独特的三维生长模式，这些信息提供了季节变化的记录。

梅兰妮·迪兰在塔尼斯地区的沉积物中挖掘远古鲟类化石（图源：thepaper.cn）

研究人员 结合 碳同位素数据 研究这些鱼的鱼鳍部分，它们的厚度标志着不同季节：每到春天来临的时候，这部分都会逐渐变厚；在夏季更加迅速地生长；在秋季和冬季逐渐变薄。 在温暖的月份，这些鲟形鱼类进食浮游生物，其中富含C-13，鳍骨中也富含这种同位素。

通过这些鱼类的生长模式和同位素数据结果，研究人员发现这六条鱼都在春季死亡。这些鱼类发现于美国北达科他州的白垩纪晚期沉积层， 它们的鳃里有撞击碎片，但没有深入消化系统，表明其在一次撞击引发的湖震（陆地水在冲击下震动）所导致的河流上游突然涌动中，几乎立即死亡。

图a为鲟形鱼类化石三维重建图，图b为鳃部放大图，可见其中的黄色撞击碎片（图源：nature.com）

白垩纪末期的马斯特里赫特期，北达科塔州地区的气候同样涉及四个季节，这些季节记录与海尔克里克项目组发现的白垩纪遗址树木年轮记录相吻合。塔尼斯地区位于北纬50°左右，在降雨量和温度方面经历了明显的季节性。

梅兰妮及团队的发现与塔尼斯地区发现化石的团队发表的研究（鱼化石中的生长层和碳氧同位素比率表明，这些鱼在"春末或夏季"死亡，相关成果于2021年12月发表在《科学报告》）相符合， 梅兰妮认为，小行星在春季撞击地球，这对北半球的动物是最糟糕的情况， 它们在这个时节活跃并繁殖。

参考文献：

  1. https://www.nature.com/articles/s41586-022-04446-1

  2. https://www.science.org/content/article/springtime-was-season-dinosaurs-died-ancient-fish-fossils-suggest

  3. https://www.nationalgeographic.com/animals/article/what-happened-day-dinosaurs-died-chicxulub-drilling-asteroid-science

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