我们知道,奇克苏鲁伯撞击体在约6600万年前撞击地球时,导致了陆地恐龙的灭绝。但新的研究表明,这颗陨石也严重酸化了海洋,消灭了水下大部分生命。
这是科学家们首次发现的直接证据,表明导致恐龙灭绝的撞击事件也导致了水域的瞬时酸化,足以引发一场大规模灭绝,应该成为我们今天的警示。
研究人员表示,奇克苏鲁伯陨石消灭了大量海洋生物;似乎并没有因火山活动导致的酸度逐渐增加的情况,正如之前假设的那样。
“我们的数据反驳了6600万年前环境条件逐渐恶化的说法,”来自德国地球科学研究中心的地球化学家迈克尔·赫内汉表示。“在撞击事件之前,我们无法检测到海洋酸化的增加。”
“我们观察到的海洋酸化很可能是海洋领域大规模灭绝的诱因,”来自康奈尔大学的地质学家平切利·霍尔说。
虽然科学家们多年来怀疑陨石撞击会导致海洋pH值下降(酸度增加),这要归功于富含硫的岩石爆炸和随后的酸雨,但一组特别丰富的化石发现帮助确认了这一点。
研究小组研究了来自荷兰Geulhemmerberg洞穴的厚厚化石层,这些化石是由有钙质外壳的微小浮游生物(有孔虫)留下的。通过研究这些外壳中硼元素的同位素(pH指示剂),揭示了白垩纪-古近纪灭绝事件期间的酸化情况。
“在这个洞穴中,撞击后立即积累了一层特别厚的粘土,这种情况非常罕见,”赫内汉说。
“由于一次性沉积了如此多的沉积物,这意味着我们可以提取足够的化石进行分析,并能够捕捉到过渡过程。”
Geulhemmerberg洞穴的影响将是巨大的,几乎影响到链条上每一个更高层次的生物。有机体如有孔虫无法生存,依赖它们的生命形式也会被消灭,依此类推。因此,海洋作为碳汇的作用将大大减少。
这项研究还回答了一些长期存在的问题,即陨石撞击是否几乎完全消灭了海洋生命,或者某些物种(例如较小的浮游生物)是否能够幸存。新的研究表明,这两者都有。
换句话说,最初的物种损失很大,达到50%,随后是一个过渡恢复期。这可能为专家提供了一些新的线索,关于海洋生命如何再次繁荣的过程,这一过程耗时数百万年。
这项研究对我们今天也有很多相关性:虽然可能没有任何巨大的陨石在雷达上,但二氧化碳排放的增加导致海洋酸度随之增加。
正如有孔虫化石所显示的那样,这使得未来地球上的生命处于不稳定的状态——燃烧煤、石油和天然气可能导致pH值下降,超过6600万年前的水平,研究人员表示,尽管需要指出的是,许多不同因素在起作用。
“当陨石撞击时,气候中的二氧化碳自然已经远高于今天,pH值也低得多,”未参与该研究的英国东英吉利大学的环境科学家菲尔·威廉姆森告诉《卫报》。
“此外,大型陨石撞击会导致长期黑暗。”
“尽管如此,这项研究进一步警告我们,全球海洋化学的变化可能会对海洋生物造成高度不良和有效不可逆转的损害。”
这项研究已发表在《美国国家科学院院刊》上。