导致恐龙灭绝的小行星撞击事件向平流层输送了大量的硫磺

2022年03月24日 10:07 次阅读 稿源:cnBeta.COM 条评论

当Netflix电影《不要抬头》提高了公众对小行星撞击地球的潜在灾难性影响的意识时,一项新研究揭示了6600万年前的希克苏鲁伯(Chicxulub)撞击如何导致了地球上75%的动物灭绝,包括恐龙。

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一颗直径约10公里的大型小行星撞击了墨西哥的尤卡坦半岛北部,这次撞击喷出的物质大约相当于康涅狄格州的面积,比珠穆朗玛峰高一倍多,重新分布在全球各地。

雪城大学文理学院地球和环境科学副教授Christopher Junium说:“撞击的爆炸和落尘引发了大范围的火灾,连同从火山口喷出的岩尘、烟尘和挥发性物质,在可能持续数年的撞击冬季中,全球范围内的太阳都被遮蔽了,导致了大灭绝。”

科学家们长期以来一直认为平流层中细小的硫酸盐颗粒是大规模气候变化和由此产生的大规模灭绝的主要因素,但对硫磺的命运并不确定。Junium说:“对于有多少到达平流层一直是不确定的,因为它对气候的影响会被大大放大。”

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在本月发表在《PNAS》上的研究中,来自雪城大学、苏格兰圣安德鲁斯大学、英国布里斯托尔大学和得克萨斯农工大学的一个团队将平流层硫的高水平与撞击及其位置联系起来,那里富含硫酸盐矿物石膏。

虽然彗星、小行星和其他行星体的撞击在地球历史上很常见,但地质记录很少揭示这些撞击是如何改变生命进程的。希克苏鲁伯撞击在重新安排地球生物圈的平衡方面是独特的,在留下的地质记录中,有一层薄薄的沉积物,称为白垩纪-古近纪界线(K-Pg界线),在世界各地的海洋和陆地岩石中都能找到。

在美国国家科学基金会的资助下,Junium、雪城大学的研究人员Linda Ivany(进化古生态学和古气候学的教授和副主席)、布里斯托尔大学的James Witts和雪城大学的研究生沿着得克萨斯州中部的布拉索斯河进行实地考察,收集记录希克苏鲁伯撞击后的岩石样品。Junium获得了圣安德鲁斯全球奖学金,在圣安德鲁斯呆了六周,在欧盟的资助下,Aubrey Zerkle、Mark Claire及其同事分析了这些样品。新的地球化学技术使研究人员能够追踪硫气溶胶在上升到地球臭氧层之上并暴露在紫外线辐射下时所经历的独特转变,在硫气体的稳定同位素中产生诊断性特征。

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硫同位素和硫循环方面的专家Zerkle说:“我们在这些撞击沉积物中测量的独特指纹为硫气溶胶在灾难性气候变化和冷却中的重要性提供了第一个直接证据。”

Junium解释说,这些特征的存在需要平流层中存在非常多的硫磺气溶胶,这些气溶胶在撞击后作为酸雨慢慢返回地球并被冲入浅海。他说:“这些硫磺气溶胶会延长撞击后气候变化的持续时间,使已经陷入困境的生物圈处于崩溃的边缘。”

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