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强烈的火山活动可能在恐龙灭绝中发挥作用

麻省理工学院的科学家们使用了来自德干陷阱的精确日期的岩石,揭示了在小行星撞击消灭恐龙之前开始发生重大火山爆发的证据,可能在灭绝中起作用。 /

六千六百万年前,一个超过五英里宽的小行星以每小时七万英里的速度撞击地球,在撞击时瞬间蒸发。这次罢工在地质上瞬间消灭了包括恐龙在内的大多数陆地生命:沉重的尘埃阻挡了太阳,引发了从食物链底部到顶部的灾难性事件,导致地球上超过四分之三物种 - 或者流行的理论。

但是现在麻省理工学院和其他地方的科学家已经发现证据表明,重大的火山爆发在爆发之前就已经开始,可能也在灭绝中发挥作用。

该团队精确记录了德干陷阱 - 德印度中西部地区的岩石,它保留了地球上最大的火山爆发之一。根据他们的分析,研究人员确定,喷发在小行星撞击前25万年开始,并在巨大撞击后持续了50万年,共喷出150万平方公里的熔岩。

巨大而持久的火山活动可能会将挥发性化学物质释放到空气中,毒害大气和海洋。

“如果挥发性释放模型是正确的,我们正在谈论类似于今天发生的事情:大量二氧化碳非常迅速地排放到大气中,”麻省理工学院地球,大气和行星系研究生Michael Eddy说。科学(EAPS)。 “最终会导致海洋酸化,杀死大部分浮游生物 - 食物链的基础。如果你把它们擦掉,那么你会产生灾难性的影响。“

根据德干陷阱的新的更精确的日期,研究人员认为,大规模爆发可能在灭绝恐龙方面发挥了重要作用 - 尽管确切的杀死机制可能永远不会被知道。

“我不认为辩论会永远消失,”麻省理工学院地球与行星科学Robert R. Shrock教授Sam Bowring说。 “[小行星]的影响可能已经导致灭绝。但也许它的效果增强了,因为这些火山喷发使得事情变得柔和一些。“

Bowring和Eddy是在科学杂志上发表论文的作者,以及普林斯顿大学,瑞士洛桑大学和印度Amravati大学的同事。

一个两拳

1980年以前,恐龙死亡的确切原因不明;一个假设提出,他们被大规模的火山爆发所杀死。 (相似的事件后来被证明在其他两次大规模灭绝事件中发挥了作用,即二叠纪末和三叠纪末)。但是1980年在意大利发现了铱,这是一种主要在外星物质中发现的罕见元素。

“他们最终在90年代初发现了一个火山口,所以这个故事的冒烟枪似乎是完美的:一颗小行星引发了大规模灭绝,”埃迪说。 “事实上,一些人认为在影响之前有证据表明环境恶化。”

人们早就知道,印度在结束白垩纪灭绝的时候发生了一次重大火山爆发,但这一事件从未被精确记录过。麻省理工学院和普林斯顿大学的研究人员使用高精度地质年代学来确定德干陷阱中岩石的年代,以评估火山爆发是否在灭绝之前开始 - 如果火山活动确实是火山爆发的原因,那么这是一种必然性。

“正在出现的故事是,也许两者都可能涉及到,”Bowring说。 “也许恐龙的结局是由一个两拳造成的。”

从下往上约会

2013年12月,该团队向孟买东部的Deccan陷阱进行了探险,该地区以其广阔的阶梯状拓扑而闻名。 (术语“陷阱”是瑞典语,意思是“楼梯”。)

两周后,研究人员寻找可能含有锆石的火山岩 - 这是一种在喷发后不久形成于岩浆中的含铀矿物,可作为确定岩石年龄的非常精确的时钟;矿物通常在含有大量二氧化硅和锆的岩浆中结晶。

研究人员从该地区收集了50多个代表火山活动最大脉动的岩石样本。幸运的是,这个火山岩层底部和顶部的样品含有锆石,使团队能够确定Deccan陷阱爆发开始和结束的时间。

研究人员分别在普林斯顿和麻省理工学院分析岩石,以确保在一个实验室确定的日期可以在另一个实验室复制。在这两个实验室中,科学家们粉碎了岩石并分离出了毫米级的锆石颗粒。为了确定锆石的年龄和来自它的岩石,研究小组测量了铀与铅同位素的比例。

该小组的分析表明,德干陷阱地区在小行星袭击发生前25万年开始爆发,并在冲击后持续了50万年。

“我们拥有750,000年的火山活动主脉冲的持续时间,但很高兴知道这段时间是否代表持续的岩浆流量,或者岩浆脉冲是否在更短的时间内爆发”,Eddy说。 “我们可以在10,000年的水平上把事情分开,看看单个火山脉脉冲与环境变化之间的相关性吗?这就是我们需要结合这项研究的地方。“

Bowring补充说:“我们在约会大规模灭绝事件中越来越好,但我们对导致它们的原因没有类似的改进。现在时机已经很好地解决了,我认为会有人回来以新的活力思考这个事业。“

这项研究部分由国家科学基金会资助。

发表:Blair Schoene等,“Deccan陷阱的U-Pb年代学及其与末端白垩纪大规模灭绝的关系”,科学,2014; DOI:10.1126 / science.aaa0118

资料来源:麻省理工学院新闻社Jennifer Chu

图片:Jose-Luis Olivares /麻省理工学院