小行星撞击地球后烟尘遮天蔽日 高纬度地区成生命避难所

一项新的研究发现，小行星撞击地球所引发的全球火灾产生的烟尘可能会长期阻挡阳光，从而导致6600万年前地球上大多数生物死亡的大灭绝，其中包括恐龙。

白垩纪-古第三纪灭绝事件摧毁了地球上大约75%的物种。一颗小行星在墨西哥尤卡坦半岛的顶端撞击，造成了一段时间的寒冷和黑暗，被称为“撞击冬天”，这可能在很大程度上加剧了物种大灭绝。但是，科学家们很难梳理出“撞击冬天”的细节，以及地球上生命死亡的确切机制。 

AGU《地球物理研究快报》杂志上的一项新研究模拟了撞击产生的硫化物、烟尘和煤烟排放对冬季极度黑暗和寒冷的影响。结果显示，当时的寒冷程度可能很严重，但不至于造成大规模物种灭绝。然而，根据这项研究，全球森林火灾排放的烟尘遮蔽天空，足以在一年多的时间里杀死食物链底层的光合作用者。

这项新研究的主要作者、康涅狄格大学的地球科学家Clay Tabor说:“这种弱光似乎是一个非常大的信号，它可能会对生命造成毁灭性的影响。”“似乎这些低光照条件是造成大灭绝的一个可能原因。”

研究结果帮助科学家更好地理解这一物种大灭绝，它最终为人类和其他哺乳动物的进化铺平了道路。但是根据Tabor的说法，这项研究也提供了在核冬天可能发生的情况的洞察力。

 “核冬天的主要驱动力实际上是类似情况下的煤烟。”Tabor说，“它真正强调的是煤烟对气候系统的潜在影响。”

撞击和灭绝

希克苏鲁伯小行星撞击地球时喷出的喷出物云进入上层大气，然后又像下雨一样落到地球上。返回的粒子带着足够的能量来炙烤地球表面并点燃全球森林大火。火灾产生的烟尘、硫化物和灰尘阻挡了阳光，造成了持续数年的“撞击冬天”。此前的研究估计，全球平均气温至少下降了26摄氏度(47华氏度)。

科学家们知道极端的黑暗和寒冷对地球上的生命是毁灭性的，但他们仍然在试图弄清楚哪种因素对生命的危害更大，以及煤烟、硫酸盐或灰尘颗粒当中，哪个对气候的破坏性更大。

在这项新的研究中，Tabor和他的同事使用了一个复杂的气候模型来模拟烟尘、硫酸盐和来自撞击的灰尘的气候影响。

他们的研究结果表明，全球火灾排放的烟尘吸收阳光的时间最长。该模型显示，煤烟颗粒非常善于吸收阳光，以至于光合作用水平在一年多的时间里下降到正常水平的1%以下。

“基于煤烟的特性和它有效吸收太阳入射光的能力，它在阻止阳光到达地表方面做得很好。”Tabor说。“与灰尘和硫相比，灰尘在大气中停留的时间要短得多，硫阻挡的光也少得多，而煤烟实际上可以在至少一年的时间里阻挡几乎所有到达地表的光。”

生命避难所

据研究人员说，黑暗对光合作用者来说是毁灭性的，通过食物网的崩溃造成的大规模灭绝。地球上所有的生命都依赖于光合作用，比如植物和藻类，它们从阳光中获取能量。

有趣的是，根据这项研究，气温下降对生活的影响可能没有黑暗那么大。

“在这一模型中，相比其他类型的气溶胶粒子产生的影响，烟尘并不一定导致温度大幅度下降，但烟尘会确实导致表面阳光少了很多。” 英国东安格利亚大学的气候动力学教授Manoj Joshi说，他没有参与新研究。

研究结果表明，在高纬度地区，海洋的降温幅度并不比正常的季节变化周期大。

“尽管海洋温度下降了相当多，但并不是所有地方都下降幅度那么大，特别是在高纬度地区。”Tabor说，“与几乎两年没有利用烟尘进行光合作用的情况相比，这似乎是次要的。”

因此，高纬度沿海地区可能在撞击后的几个月内成为生命的避难所。据研究人员称，生活在北极或南极的动植物已经习惯了巨大的温度波动、极端寒冷和昏暗的光线，所以它们可能有更好的机会在“撞击冬天”中生存下来。

原文来源：https://phys.org/news/2020-03-darkness-cold-responsible-dinosaur-killing-extinction.html