世界观天下！恐龙灭绝那天发生了什么？鲟鱼知道答案

2022-07-26 17:01:47 来源：科普中国

6600万年前，在今天被称为美国北达科他州的地方，一只鸟臀目的植食恐龙奇异龙（Thescelosaurus）正沿着海岸踱步。

奇异龙的骨架模型 | Arv nm / wikimedia

突然间它怔住了，紧张地环顾四周——大地开始震动，海水也随之翻涌，一道可达9米高的滔天巨浪正从南方逐渐形成，一路向北，吞噬一切。奇异龙开始慌不择路地逃窜，然而一切都是徒劳，它和众多动物被瞬间卷入毁灭性的海浪****、泥浆与残骸混合的洪水中，巨浪无情地把它的腿从身体上扯下来。

(相关资料图)

这只奇异龙永远不会知道，在接下来的24小时内，以它为代表的恐龙家族，正在直面一位天外来客制造的一点儿“小”摩擦——这位天外来客就是巨大的希克苏鲁伯陨石（Chicxulub asteroid），人们相信它就是恐龙灭绝的元凶。

陨石撞击事件的想象图 | Donald E. Davis

它更不会知道，千万年后，它的一条被烤焦的腿，竟然成了一种名为“人类”的生物了解这场撞击的重要证据。

奇异龙：可怜的炭烤龙腿

2021年，美国堪萨斯大学的古生物学家罗伯特•德帕尔马（Robert DePalma）率领团队进行科考。在北达科他州地狱溪地层的一处名为塔尼斯点（Tanis site）的化石点，他们发现了一条恐龙腿。这条腿虽然表面碳化，但皮肤、肌肉与骨骼保存得异常完好。

不幸奇异龙的干尸化石 | 纪录片《恐龙·最后一日》

为了鉴定化石的身份，德帕尔马将化石带到伦敦，征求鸟臀目恐龙专家保罗•巴雷特（Paul Barrett）的意见。巴雷特认为，这是一只奇异龙的腿，也就是文章开头提到的遇难者。发现恐龙的干尸，并不算特别稀奇，让德帕尔马感到震惊的，是这条恐龙腿的细节所揭示的真相——它很可能是小行星撞击事件的亲历者和遇难者。

塔尼斯点的地图 | Robert A Depalma et al. / Proceedings of the National Academy of Sciences

由于化石高度完整，德帕尔马和巴雷特能够试图推测这只恐龙生前遭遇了什么。巴雷特注意到，这只恐龙的骨盆与尾椎的位置发生了部分重叠，他们怀疑，这只动物在生前可能遭到了剧烈的翻滚，并像庞贝古城的遇难者一样被迅速地掩埋。最大的可能便是由小行星撞击引发的洪水，将这只可怜的动物不停翻滚、撕扯，并最终形成了我们今天看到的化石。

但是，德帕尔马和巴雷特为何会判断，这只不幸的恐龙所遭遇的洪水，是小行星撞击地球所掀起的呢？这还要从塔尼斯的来历说起。

不总是幸运的幸存者

塔尼斯化石点，最早是由北乔治亚大学的教授史蒂夫•尼克拉斯（Steve Nicklas）带领团队发现的。2012年，德帕尔马开始进行对该地点的发掘研究。2017年，德帕尔马在这里发表了一个引人注目的研究成果：塔尼斯化石点是恐龙灭绝事件的见证地点。

为什么哺乳类能够从恐龙灭绝的阴影之下幸存，并翻身农奴把歌唱，成为新时代的主宰？过去的主流说法包含哺乳动物体形小、适应性强、不挑食、恒温以及挖洞等等。其中，挖洞理论是一个比较热门的说法，因为挖洞在现代小型哺乳动物之中相当普遍，是一种有效的生存策略。但是这一点，一直缺乏化石证据的支持。

塔尼斯化石点发现的化石 | NASA Goddard Space Flight Center

而德帕尔马的团队宣布，他们在塔尼斯发现了一个化石地穴，将有助于支持该理论：这个地穴整个构造长而狭窄，并且联通着几个烧瓶形状的腔室；在洞穴里边，散布着一些被称作白垩掠兽类（Cimolesta，意为“白垩的小贼”）的小型哺乳动物化石——毫无疑问，它们生前正是这个洞穴系统的住户。

这个洞穴里填满沉积物，其中含有很多当地的古植物（例如松、蕨类植物等）的孢子和花粉，这说明在沉积物灌入洞穴之时，外界还保留着大量植物。而在小行星撞击之后，植物被毁灭，所以洞穴之外的孢子和花粉含量很少。

恐龙灭绝时期的想象图，洞穴外面的世界已经变为焦土一片了 | National Science Foundation, Zina Deretsky

根据植物沉积物，人们可以猜出这个洞穴的由来——在小行星撞击前后非常短的时间内，动物迅速挖掘了这个洞穴，然后又弃用了。填充物如同时光胶囊，保留了浩劫发生之前的一些物质。这个洞穴的主人并没有像其他哺乳动物一样，通过洞穴的庇护幸存下来，它和它的庇护所很不幸地被陨石撞击带来的尘埃重重封锁，与众多动物一样湮灭在白垩纪末期的历史洪流之中。

这个洞穴发现的意义，除了证明古哺乳动物确实能够通过挖洞幸存于末世浩劫中，还暗示了塔尼斯地区的动物们，很可能正是希克苏鲁伯陨石撞击事件的直接见证者！

鱼类：死亡摇篮

在晚白垩世末期，坦尼斯地区江河沼泽广布，是水生动物的天堂。这里的鲟鱼化石将进一步揭示，在小行星撞击前后的世界究竟发生了什么。

德帕尔马的同事梅兰尼•杜瑞（Melanie During）在2017年，多次前往坦尼斯化石点进行考察，她很确信自己找到了撞击日当天的鱼类“目击证人”——六尾于撞击日当日的鲟鱼。

高首鲟，这当然不是当事鱼，不过鲟鱼家族的历史的确十分悠久｜Cliff / Wikimedia

对化石层析成像的数据结果表明，这些鲟鱼的鳃耙中保存了大量来自外星的****尘埃颗粒，而这些外星颗粒只有一个源头——希克苏鲁伯陨石撞击后四散的尘埃颗粒。

这些颗粒已经在鲟鱼生前过滤出来，但尚未进入口腔或进一步进入消化道，说明它们没有来得及把这些东西送进嘴里，就一命归西了。它们的死亡，很可能是因为陨石撞击引发了剧烈的湖震，导致河流突然翻涌，进而致使这些鱼类突然死亡。

鲟鱼的头骨化石，绿色部分里面的黄色小点，是困在鳃腔里的尘埃 | Melanie Aranka Dominique During et al. / Nature (2022)

杜瑞的团队在利用微X射线技术分析标本保存情况后，发现这些鲟鱼只经历了非常短暂的成岩作用便形成了化石，极有可能是在陨石撞击后被迅速掩埋导致的结果。如果这些鲟鱼确实是撞击日的“目击证人”，古生物学家和地质学家可以顺藤摸瓜，通过这些化石出土层位的年代，更详细具体地判断，6600万年前造成恐龙灭绝的陨石，究竟是什么时候撞向地球的，甚至是在什么季节。

灭绝发生在一个春天

6600万年前，巨大的希克苏鲁伯陨石撞向了今天墨西哥的尤卡坦半岛。其撞击直接影响了撞击点半径1500-4000公里内的一切，而位于撞击点3000公里外的坦尼斯地区正好被完全覆盖其中。

陨石撞击后导致的一系列连锁反应，导致了地球75%的物种彻底灭绝，也标志着中生代的终结。过去，人们将这次灭绝称作白垩纪-第三纪灭绝事件（Cretaceous–Tertiary extinction event），简称K-T灭绝事件；同时也将6500万年前视为白垩纪的结束。

“K-T灭绝事件”发生时沉积的矿物层（白线的部位） | Zimbres / wikimedia

但到了2004年，由于第三纪所涵盖的时间跨度缺乏精确的等效性，国际地层学委员会不再承认第三纪的有效性，并将第三纪拆解为古近纪与新近纪。理所当然地，国际地层学委员会鼓励使用白垩纪-古近纪灭绝事件（Cretaceous–Paleogene extinction event），简称K-Pg灭绝事件，来取代“K-T灭绝事件”这一称呼。而白垩纪与古近纪的界限也被测定为6600万年前后，不过，大众尚未适应这个全新的地质概念。

回到坦尼斯，为了弄清楚K-Pg事件发生在什么季节，杜瑞和她的同事们测量了坦尼斯的鲟鱼化石。她们发现，这些鱼类主要的生长季节大致为春季（3-6月）与秋季（9-12月），因为此时鲟鱼的食物浮游动物数量会达到高峰。杜瑞的团队通过分析碳同位素含量，判断这些鲟鱼生长情况，这样就可以知晓它们葬身于陨石撞击时的季节。

鲟鱼牙齿化石的薄切片 | Melanie Aranka Dominique During et al. / Nature (2022)

分析结果揭示， 6600万年前，希克苏鲁伯陨石在北半球的春季撞向了北美洲墨西哥湾，也就是说，恐龙很有可能是在春夏之交走向了灭绝的深渊！

春季本应是一个万物复苏，朝气蓬发的季节。但是在这个春季，几乎所有体形超过50公斤的动物在希克苏鲁伯陨石带来的浩劫中殒命。因为，北半球的大部分动物刚刚从资源匮乏的冬季缓过来，它们已经无法再次撑过这位天外来客带来的第二严冬了。

幸运的是，在撞击日发生6600万年后，我们终于发现了当日的第一现场****目击者——尽管是几条鱼类和一只恐龙剩下的腿儿。相信在不久的未来，除了坦尼斯地区外，世界各地也会陆续发现更深入的化石证据，一点一点地将6600万年前那颗陨石给我们留下的拼图补全。

参考文献

[1] During, M.A.D., Smit, J., Voeten, D.F.A.E. et al. (2022). The Mesozoic terminated in boreal spring. https://doi.org/10.1038/s41586-022-04446-1

[2] DePalma RA, Oleinik AA, Gurche LP, Burnham DA, Klingler JJ, McKinney CJ, Cichocki FP, Larson PL, Egerton VM, Wogelius RA, Edwards NP, Bergmann U, Manning PL.(2021). Seasonal calibration of the end-cretaceous Chicxulub impact event. https://doi.org/10.1038/s41598-021-03232-9

[3] DePalma, Robert A.; Smit, Jan; Burnham, David A.; Kuiper, Klaudia; Manning, Phillip L.; Oleinik, Anton; Larson, Peter; Maurrasse, Florentin J.; Vellekoop, Johan; Richards, Mark A.; Gurche, Loren; Alvarez, Walter (2019). A seismically induced onshore surge deposit at the KPg boundary, North Dakota. https://doi.org/10.1073/pnas.181740711

[4] DePalma, R. et al. (2017) Life after impact: A remarkable mammal burrow from the Chicxulub aftermath in the Hell Creek Formation, North Dakota

[5] The Day the Dinosaurs Died,Douglas Preston,March 29, 2019

[6] Marshall, Michael (1 April 2019). "Incredible fossil find may be first victims of dino-killer asteroid"

[7] "Tanis: Fossil of dinosaur killed in asteroid strike found, scientists claim". BBC News. 6 April 2022.

[8] Amos, Jonathan (24 February 2022). ""Dinosaur asteroid" wrought springtime devastation"

[9] Schulte, Peter (5 March 2010). "The Chicxulub Asteroid Impact and Mass Extinction at the Cretaceous-Paleogene Boundary" DOI: 10.1126/science.1177265

作者：失眠睡鲨Insomnus

编辑：红色皇后

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关键词：恐龙灭绝哺乳动物天外来客