恐龍滅絕之謎：
恐龍滅絕的原因自發(fā)現第一個(gè)恐龍骨化石開(kāi)始，就被考古學(xué)家們推算出太多理由了，但是真正的原因是什么呢？也許只有等到人類(lèi)滅絕的時(shí)候才會(huì )揭曉！它們轟轟烈烈登上地球舞臺，它們成為地球霸主長(cháng)達約1. 6億年，最后它們悲劇性地從地球表面全體消失——恐龍化石的發(fā)現為我們揭示了一個(gè)爬行動(dòng)物不可一世的時(shí)代，但同時(shí)也留下了一個(gè)難解之謎：一度統治地球的龐大
恐龍滅絕的原因是什么？為了尋找這段撲朔迷離歷史的真相，古生物學(xué)家進(jìn)行了長(cháng)達兩個(gè)世紀的研究和探索。
那么，他們找到最終答案了嗎？——他們給出了N多個(gè)假說(shuō)（僅公開(kāi)發(fā)表的就有100多個(gè)），其中不乏稀奇古怪之說(shuō)。比較近期的一個(gè)假說(shuō)是：在侏羅紀末期，隨著(zhù)冰川時(shí)代的來(lái)臨，全球氣溫驟降，恐龍產(chǎn)的蛋要么是死蛋，要么孵出大量雌性。慢慢的，恐龍世界的雌雄比例嚴重失調，恐龍最終走向滅絕。這個(gè)假說(shuō)被叫做“男女比例失調論”。
美國古生物學(xué)家喬治·波爾納在他于2008年出版的著(zhù)作《誰(shuí)在咬恐龍？昆蟲(chóng)病菌和白堊紀之死》中提出一種理論：恐龍是被帶有病菌的吸血昆蟲(chóng)給滅絕的。他說(shuō)：“我們并不是說(shuō)傳染病菌的吸血昆蟲(chóng)是造成恐龍滅絕的唯一原因，其他地質(zhì)和氣候災難也可能扮演了一個(gè)角色。然而，它們都無(wú)法解釋這樣一個(gè)事實(shí)，那就是恐龍是在很長(cháng)很長(cháng)時(shí)間、甚至數百萬(wàn)年時(shí)間中逐漸滅絕的。只有昆蟲(chóng)和疾病才能給出合理的解釋?！边@個(gè)假說(shuō)被叫做“蚊子絕殺恐龍論”。
此外，還有“中毒論”（從白堊紀開(kāi)始，地球上的被子植物開(kāi)始快速發(fā)展，其中不少植物含有毒素，恐龍因為吃錯食物，體內的植物毒素積累過(guò)多，最后滅絕），“哺乳動(dòng)物競爭論”（就像現代的貓鼬會(huì )破壞鳥(niǎo)類(lèi)和爬行動(dòng)物的蛋一樣，一些早期的小型哺乳動(dòng)物進(jìn)化出了吃恐龍蛋的能力，整整一代恐龍在離開(kāi)巢穴前死亡），“臭氧層破壞論”（大氣臭氧層被食草類(lèi)恐龍放的屁里的甲烷破壞，恐龍被直接暴露在紫外線(xiàn)下，最終滅絕）。凡此種種，不一而足。
撇開(kāi)這些稀奇古怪之說(shuō)，下面本文作者將“正經(jīng)八百”地介紹由古生物學(xué)家講述的地球生命發(fā)展史上的那個(gè)最迷人的故事——恐龍時(shí)代的終結，以及他們提出的一些重要的恐龍滅絕假說(shuō)。
?、倬泳S葉推測地球上曾經(jīng)有過(guò)一個(gè)“爬行動(dòng)物時(shí)代”
人類(lèi)研究化石的歷史已經(jīng)有多個(gè)世紀，但直到18世紀，法國自然科學(xué)家居維葉開(kāi)始對化石研究感興趣，化石對于地球歷史研究的意義才充分為人們所理解。
1796年，居維葉對猛犸象和美洲乳齒象的化石遺骸進(jìn)行了詳細的描述，并在與仍然生活在地球上的大象的骨骼和牙齒進(jìn)行比較之后，發(fā)現了一些屬于不再存在于這個(gè)世界上的生物的化石——一些已滅絕動(dòng)物的化石。他指出，這些化石證據表明，在我們人類(lèi)出現之前，存在著(zhù)另一種占領(lǐng)整個(gè)地球的生物，但后來(lái)發(fā)生了某種巨大的災難，導致了這種生物的徹底毀滅。
在接下來(lái)的幾年里，居維葉形成了他的“災變說(shuō)”理論，用以解釋地球上的這段歷史。他對巴黎盆地的地質(zhì)地貌進(jìn)行研究后指出，它是由一層層的沉積層構成的，每一地質(zhì)層里都包含有各個(gè)不同地質(zhì)時(shí)期形成的動(dòng)植物化石。他還注意到，在每一次災難性事件（例如洪水災難等）之后，原來(lái)的動(dòng)植物群都會(huì )突然被另外的動(dòng)植物群所取代。
居維葉對他新發(fā)現的各種奇怪爬行動(dòng)物的化石（包括翼龍和滄龍等）進(jìn)行了詳細的描述。這讓他產(chǎn)生了一個(gè)大膽的推測：地球上曾存在著(zhù)一個(gè)“爬行動(dòng)物時(shí)代”，那時(shí)統治地球的是爬行動(dòng)物，而不是如今的哺乳動(dòng)物。
居維葉提出的這一見(jiàn)解開(kāi)創(chuàng )了化石勘探的新時(shí)代。在19世紀的前30年里，英國的一些收藏家和地質(zhì)學(xué)家有了更多令人驚訝的新發(fā)現。英國多塞特郡萊姆里杰斯的瑪麗·安寧先后發(fā)現了魚(yú)龍、蛇頸龍和翼龍的化石。魚(yú)龍是一種體形與海豚相像的巨大海洋爬行動(dòng)物，蛇頸龍長(cháng)有與海龜相像的鰭狀肢和長(cháng)長(cháng)的脖子，它們都是當時(shí)生活在海洋里的爬行動(dòng)物。
英國地質(zhì)學(xué)家巴克蘭對當時(shí)生活在陸地上的巨無(wú)霸食肉類(lèi)恐龍斑龍的牙齒和骨骼進(jìn)行了描述，這些化石是從牛津郡斯通斯菲爾德的采石場(chǎng)中發(fā)掘出來(lái)的。吉迪恩·曼特爾是英國蘇塞克斯郡的一位全科醫師，也是一位業(yè)余地質(zhì)學(xué)家。他發(fā)現了一種巨大食草恐龍化石的牙齒，并在與居維葉商討之后將這種恐龍命名為禽龍。
這些新發(fā)現的化石證據證明了居維葉的推測。在地球歷史上曾經(jīng)有一個(gè)被稱(chēng)為“中生代”的時(shí)期，這一時(shí)期的地球生物主要是生活在陸地上和海洋里的巨大爬行動(dòng)物。
?、诶聿榈隆W文杜撰“恐龍”一詞
這些令人驚訝的發(fā)現引起了科學(xué)界和普通人的極大興趣。新發(fā)現的恐龍化石或被收藏家視若珍寶爭相收集，或被捐贈給博物館。
當時(shí)英國有一位名叫理查德·歐文的年輕醫學(xué)家，他對居維葉的研究產(chǎn)生了很大的興趣。19世紀30年代中期，歐文來(lái)到法國，對許多恐龍化石進(jìn)行研究并提出了自己的觀(guān)點(diǎn)。從1840年至1842年，歐文通過(guò)新成立的英國科學(xué)進(jìn)步協(xié)會(huì )發(fā)表了他的詳細的研究報告。
歐文的研究報告之所以出名，原因之一是他在報告中首次杜撰了“恐龍”這一術(shù)語(yǔ)（意為“可怕的蜥蜴”）。憑借著(zhù)他條理明晰的論據，以及在解剖學(xué)上的不凡見(jiàn)解，歐文對居維葉的直覺(jué)推測大為認同。他認為，在地球歷史上的中生代時(shí)期，地球上生活著(zhù)大量如今已經(jīng)滅絕的龐然大物——恐龍，那是一個(gè)爬行動(dòng)物走向巔峰的輝煌時(shí)代，地球的海陸空都被大量巨大的爬行動(dòng)物所占領(lǐng)：如今由巨鯨和海豚占領(lǐng)的海洋生態(tài)圈，那時(shí)是龐大海洋爬行動(dòng)物的天下；翼龍占據了天空；各種食草和食肉恐龍則是陸地上的霸主。
巨大的恐龍是如何滅絕的？19世紀上半葉居維葉和他的“災變論”占據了主導地位，到19世紀下半葉，地質(zhì)學(xué)家查爾斯·萊伊爾提出的“地質(zhì)均變說(shuō)”和達爾文提出的“自然選擇”理論成為當時(shí)的流行理論。
?、酃派飳W(xué)家提出恐龍滅絕之謎的多種理論
到20世紀，隨著(zhù)大量化石的發(fā)現，以及利用巖石樣本檢測年代方法的改進(jìn)，人們的眼界更為寬廣。更多的數據證明，居維葉的“災變說(shuō)”所推測的景象是歷史上真實(shí)發(fā)生過(guò)的。對令地球生命突然中斷的物種大滅絕事件，人們作出了各種各樣的解釋?zhuān)ā妒ソ?jīng)》上的滅絕事件是天命注定的觀(guān)點(diǎn)。
在當時(shí)人們對達爾文理論存有爭議的氛圍下，古生物學(xué)家更為公開(kāi)地對大規模滅絕事件的原因進(jìn)行推測，一些人以非達爾文主義的模式來(lái)解釋滅絕事件。 物種老化是其中之一。該理論認為，生命發(fā)展是以階梯式持續上升的，新出現的物種總是優(yōu)于之前的物種。例如，恐龍代表了中生代的爬行動(dòng)物生命形式，而更年輕的巖石證據顯示，它們被代表更“高級”的生命形式——哺乳動(dòng)物所代替。對恐龍骨骼結構越來(lái)越“奇異”的解剖學(xué)發(fā)現，例如晚期恐龍特化的脊骨和角，以及牙齒消失等，也支持了這一觀(guān)點(diǎn)。這些都表明恐龍作為一種物種日益老化，或者說(shuō)日益“衰老”（過(guò)分特化也被認為是日趨滅絕的證明）。
20世紀20年代，美國研究脊椎動(dòng)物的古生物學(xué)家威廉·狄勒·馬修將恐龍滅絕歸咎于環(huán)境變化。他提出，在白堊紀與第三紀之交（即K-T界線(xiàn)）這一時(shí)期，地球從有利于恐龍生存的多沼澤的濕潤環(huán)境漸漸演變?yōu)橛欣诓溉閯?dòng)物生存的日趨干燥的環(huán)境。這條邊界線(xiàn)標志著(zhù)大約6500萬(wàn)年前，白堊紀時(shí)代的結束，新生代的開(kāi)始。馬修將這一變化與拉拉米造山運動(dòng)聯(lián)系在一起，跨越K-T界線(xiàn)的整個(gè)地質(zhì)時(shí)期經(jīng)歷了劇烈的地質(zhì)活動(dòng)，山峰疊起，大陸抬升。
還有一些人追隨馬修的思路，將哺乳動(dòng)物崛起、恐龍滅絕歸咎于氣候變化。這些理論認為，環(huán)境變化導致恐龍后代繁殖比例失調，恐龍最終走向滅絕。實(shí)際上，如今也有一些卵生爬行動(dòng)物（如鱷魚(yú)）后代孵化的性別會(huì )受到氣候變化的影響。氣候變化影響果真如此大的話(huà)，當時(shí)劇烈的氣候變化很可能導致所有孵化出來(lái)的恐龍都為同一性別，滅絕的命運也就無(wú)可避免了。
從20世紀60年代開(kāi)始，美國生物學(xué)家凡瓦倫等建立的氣候變化導致恐龍滅絕的科學(xué)模型引起了人們的極大關(guān)注。該模型顯示，K-T時(shí)期，哺乳動(dòng)物漸漸取代了恐龍，其間歷時(shí)約700萬(wàn)年，這一變化是由世界范圍內海平面下降引起氣候惡化而導致的。
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1977年，新的發(fā)現導致恐龍滅絕原因之爭又有了一種新的理論。沃爾特·阿爾瓦雷茨和路易斯·阿爾瓦雷茨父子在意大利古比奧附近發(fā)現了一些巖石樣本，他們在標志了K-T界線(xiàn)的黏土中發(fā)現了高含量的銥。由于隕石中的銥含量遠高于地球地殼巖石中的銥含量，他們認為這些銥一定來(lái)自于天外隕石（詳見(jiàn)相關(guān)鏈接《父子團隊探索恐龍滅絕之謎》）。
之前的一些研究曾提出，當時(shí)在我們太陽(yáng)系附近曾發(fā)生過(guò)超新星爆發(fā)事件，但化石樣本中缺乏這類(lèi)事件的化學(xué)線(xiàn)索。最終阿爾瓦雷茨父子得出他們的結論，認為一顆體積很大的小行星撞擊了地球，含有大量銥元素的隕石物質(zhì)汽化蒸發(fā)，導致出現K-T界線(xiàn)的黏土層中銥元素含量大大超過(guò)常規的現象。
到20世紀80年代，阿爾瓦雷茨父子和他們的同事提出了成熟的小行星撞擊理論：當時(shí)，一顆直徑約為10千米的小行星穿過(guò)地球大氣層，撞擊在地球地面上，釋放出相當于數億噸TNT當量的能量，小行星汽化蒸發(fā)時(shí)噴射出的大量物質(zhì)形成遮天蔽地的塵云，導致產(chǎn)生了K-T物種大滅絕事件，地球上所有的恐龍在這次事件中死亡。但這一全新的假設遭到了來(lái)自古生物界的質(zhì)疑。
但是，隨著(zhù)時(shí)間的推移，世界各地發(fā)現了越來(lái)越多銥含量異常的地點(diǎn)，這一事實(shí)支持了阿爾瓦雷茨父子的理論。此外，小行星撞擊造成的其他一些事實(shí)也支持了這一理論，例如由太空物質(zhì)碎片形成的厚厚的巖床，撞擊點(diǎn)遺留下來(lái)的玻璃狀硅微粒和石英微粒等，都是曾經(jīng)發(fā)生過(guò)的高能量撞擊事件留下的痕跡。更具有說(shuō)服力的是，將那些隕星噴射物質(zhì)厚度和密度相對都高于其他地方的多處地點(diǎn)，以及最終落在中美洲的隕星撞擊點(diǎn)連接起來(lái)，正好形成小行星進(jìn)入地球的軌跡線(xiàn)。
1991年，墨西哥尤卡坦半島發(fā)現的直徑為180～200千米的?？颂K魯伯環(huán)形隕石坑，令阿爾瓦雷茨父子的小行星撞擊理論的聲望達到了巔峰。小行星撞擊在大陸架上，累積于大陸架沉積層富含碳酸鹽和硫酸鹽的巖石層中的大量氣候敏感氣體被釋放出來(lái)，產(chǎn)生了種種災難性后果：陽(yáng)光被遮蔽，氣候變冷，酸雨頻降，等等。
雖然小行星撞擊理論得到了越來(lái)越多的支持，但另一個(gè)恐龍滅絕理論也引起了人們的關(guān)注。這一理論的主要依據是導致形成印度德干地盾的三次超級火山大爆發(fā)。德干地盾由多層凝固的玄武巖熔巖構成，在K-T界線(xiàn)一段較短的時(shí)期內，印度超級火山的多次爆發(fā)噴射出了大量火山物質(zhì)。
父子團隊探索
恐龍滅絕之謎
1977年，沃爾特·阿爾瓦雷茨在意大利古比奧附近進(jìn)行地質(zhì)樣本的收集工作。收集到的樣本令他大感興趣，因為它們形成于6500萬(wàn)年前，是跨越了白堊紀（K）和第三紀（T）這兩個(gè)地質(zhì)年代的化石樣本。他在一層白色石灰石和一層微紅色砂巖的中間發(fā)現了一層2厘米厚的灰白色黏土，他還在白色石灰石中發(fā)現了白堊紀的浮游生物化石，在微紅色砂巖中發(fā)現了第三紀的浮游生物化石。沃爾特想知道：中間的黏土層是經(jīng)歷了多長(cháng)時(shí)間形成的？他的父親路易斯·阿爾瓦雷茨是一位曾獲得過(guò)諾貝爾獎的天體物理學(xué)家。他建議：或許可以通過(guò)測量黏土層中所含的隕石微塵的數量來(lái)測量時(shí)間。隕石微塵以持續并可預測的速率降落地球，測量黏土中的銥含量是當時(shí)采用的方法之一，因為銥來(lái)源于隕石碎片。
阿爾瓦雷茨父子在黏土中發(fā)現了大量的銥，甚至遠遠超過(guò)需要數百萬(wàn)年才能積累起來(lái)的數量。這一發(fā)現導致阿爾瓦雷茨父子提出了一顆巨大小行星撞擊地球的理論。該理論認為，含有豐富銥的小行星在撞擊地球時(shí)汽化蒸發(fā)，產(chǎn)生大量塵云，最終沉降地面，在具有特別意義的黏土層中留下了它們的痕跡。
圖為沃爾特（右）與他的父親路易斯在意大利古比奧的一處巖石層前，他們在這些巖石里尋找恐龍滅絕之謎的線(xiàn)索。
?、萑f(wàn)森·庫爾提歐等人提出超級火山爆發(fā)理論
對于印度德干地盾火山爆發(fā)與恐龍滅絕之間關(guān)系的推測是在20世紀70年代初期提出來(lái)的。1981年，萬(wàn)森·庫爾提歐和格爾塔·凱勒等人建立了火山與恐龍滅絕的研究模型，并開(kāi)始搜集相關(guān)數據。早期建立的模型主要被用于研究超級火山爆發(fā)時(shí)產(chǎn)生的各種氣體導致地球突然變冷與大規模物種滅絕之間的關(guān)系。
火山爆發(fā)理論與小行星撞擊理論之間的主要爭議在于：銥含量異常、微球粒結構的形成等究竟是地外小行星撞擊造成的結果，還是地球火山爆發(fā)造成的結果？ 根據獲得的各種數據資料，小行星撞擊理論似乎更為成熟一些，而火山爆發(fā)理論對于撞擊形成的一些地貌特征似乎未能給出合理的解釋。庫爾提歐和凱勒目前似乎也接受了小行星撞擊理論，但他們同時(shí)提出，火山爆發(fā)也是大規模滅絕事件的觸發(fā)因素之一。
我們知道，K-T物種大滅絕事件導致地球生命的75%死亡，包括陸地上非飛行類(lèi)的所有恐龍，包括魚(yú)龍、蛇頸龍和滄龍在內的海洋中的許多爬行動(dòng)物，以及會(huì )飛的爬行動(dòng)物翼龍等。但同樣有意思的是，另一些物種卻幸存了下來(lái)，如會(huì )飛的恐龍（演變?yōu)槿缃竦镍B(niǎo)類(lèi)）、哺乳動(dòng)物、蜥蜴、蛇類(lèi)、龜類(lèi)、鱷魚(yú)，以及多種多樣的魚(yú)類(lèi)等。
小行星撞擊理論和火山爆發(fā)理論都描述了迅速變化的環(huán)境對地球的全球性影響。無(wú)論出現哪一種情景，都有可能導致大量動(dòng)植物滅絕。但是，根據現有的證據，小行星撞擊導致恐龍滅絕的可能性更大一些。
探索
恐龍滅絕理論的科學(xué)家
理查德·歐文
被稱(chēng)為“英國的居維葉”的理查德·歐文曾是一位解剖學(xué)家，他杜撰了英文“恐龍”一詞，意思是“可怕的蜥蜴”。歐文促成建立了英國倫敦的自然歷史博物館，該博物館于1881年正式對外開(kāi)放。
喬治·居維葉
居維葉是法國自然科學(xué)家，是比較解剖學(xué)和古生物學(xué)的開(kāi)拓者。通過(guò)將如今生存在世界上的動(dòng)物與動(dòng)物化石進(jìn)行比較，以確立滅絕動(dòng)物曾經(jīng)存在的事實(shí)——這是“災變說(shuō)”最具影響力的組成部分。根據居維葉的災變理論，地球過(guò)去曾受到短暫、突然而且相當劇烈事件的影響。
瑪麗·安寧
英國多塞特郡萊姆里杰斯的瑪麗·安寧是一位自學(xué)化石知識的化石收集者和化石交易者，她先后發(fā)現了多種恐龍化石。她早在12歲時(shí)就發(fā)現了魚(yú)龍化石和蛇頸龍化石。她是英國古生物學(xué)早期歷史中的重要人物之一。
沃爾特·阿爾瓦雷茨
美國古生物學(xué)家沃爾特·阿爾瓦雷茨和他的父親路易斯·阿爾瓦雷茨共同提出了小行星撞擊造成恐龍滅絕的理論。他們在白堊紀-第三紀（K-T界線(xiàn)）的黏土層中發(fā)現了含有通常在隕石中大量存在的銥元素，從而提出了小行星撞擊事件造成恐龍滅絕的理論。
萬(wàn)森·庫爾提歐
萬(wàn)森·庫爾提歐是一位法國地球物理學(xué)家，他反對小行星撞擊造成大規模物種滅絕的理論，贊同洪水-火災造成物種滅絕的災變論。他認為，發(fā)生于6500萬(wàn)年前的K-T物種大滅絕事件是由印度德干地盾超級火山大爆發(fā)造成的。
恐龍滅絕理論發(fā)展簡(jiǎn)史
科學(xué)家花了200多年時(shí)間研究地球地質(zhì)變化和恐龍化石，目的是想要搞清楚：到底是什么殺死了曾經(jīng)稱(chēng)霸地球的恐龍一族？
1750年
意大利地質(zhì)學(xué)家阿爾杜伊諾被譽(yù)為“地質(zhì)學(xué)之父”，他把地球地殼分為原始紀、第二紀和第三紀。隔開(kāi)不同類(lèi)型的地層之間的地質(zhì)時(shí)期為大規模物種滅絕事件發(fā)生的時(shí)間。
1796年
法國自然科學(xué)家居維葉將大象的化石遺骸與目前存活在地球上的大象的骨骼和牙齒進(jìn)行比較，首次證明一些化石屬于某種已經(jīng)在地球上滅絕了的生物。
1842年
理查德·歐文杜撰了“恐龍”（意為“可怕的蜥蜴”）一詞，并證明了曾經(jīng)代表爬行動(dòng)物巔峰時(shí)代的恐龍在中生代大規模滅絕。
1980年
阿爾瓦雷茨父子在發(fā)現6500萬(wàn)年前的黏土層中含有大量銥元素之后，提出了小行星撞擊理論。該理論認為，一顆小行星撞擊地球，導致產(chǎn)生K-T物種大滅絕事件。
1981年
萬(wàn)森·庫爾提歐和格爾塔·凱勒等人提出了德干地盾火山爆發(fā)，地球表面產(chǎn)生大量溫室氣體，導致恐龍滅絕的理論。
1991年
墨西哥尤卡坦半島發(fā)現的形成于K-T界線(xiàn)的?？颂K魯伯環(huán)形隕石坑，為阿爾瓦雷茨父子的小行星撞擊理論提供了證據。
與恐龍滅絕相關(guān)的名詞解釋
小行星
繞太陽(yáng)軌道運行的小巖石塊或金屬體，大多數在火星和木星軌道間的小行星帶中。此外，太空中還有一些存在與地球碰撞風(fēng)險的近地小行星。
銥元素
銥元素來(lái)源于以持續并可預測的速率降落地球的隕石微塵。小行星中銥元素的含量遠高于地球表面。
K-T物種大滅絕事件
白堊紀-第三紀（K-T）物種大滅絕事件，發(fā)生在大約6500萬(wàn)年前。物種大滅絕事件是指大量動(dòng)植物物種在一個(gè)相對較短的地質(zhì)時(shí)期內消失。
德干地盾
德干地盾位于印度中西部地區，是于距今6000萬(wàn)～6800萬(wàn)年前形成的地球上最大的火山地貌之一，由多層超過(guò)2千米厚的凝固的玄武巖熔巖構成，覆蓋面積達50萬(wàn)平方千米。
古生物學(xué)
通過(guò)化石研究史前生命的學(xué)科被稱(chēng)為古生物學(xué)。古生物學(xué)觀(guān)察研究的歷史可追溯到公元5世紀。但直到18世紀，因喬治·居維葉在比較解剖學(xué)方面的杰出貢獻，古生物學(xué)才真正得以確立成為一門(mén)科學(xué)，并在19世紀得到迅速發(fā)展。
