校准地质时钟 擒获屠龙真凶

方砍吉

6600万年前，雄霸陆地一亿四千多万年的恐龙大家族突遭灭门之祸。与此同时，地球上75%的物种也惨当陪葬。这起大灭绝事件的真凶是谁，在科学界一直没有定论。然而发表于2月8日《科学》杂志的一项新研究表明，天外来客（小行星或彗星）确实难辞其咎。
9 i8 W! t8 J( u* x- i' ]: |& E文章的作者是美国加州伯克利大学伯克利地质年代中心（Berkeley Geochronology Center, 简称BGC）与英国、荷兰三所大学的科学家。他们将地质测年的精度大大提高，恐怕可以结束白垩纪-古近纪界线（简称K/Pg界线或K/T界线）上旷日持久的年代争论。文章的第一作者——伯克利地质年代中心主任、加州伯克利大学地球和行星科学教授保罗·瑞能（Paul Renne）说，他们的研究表明小行星撞击和灭绝事件“几乎同时，（从地质时间上来看前后）不过弹指之间。因此，小行星撞击明显在大灭绝中扮演了主要角色，但它并不是唯一原因。”

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! m2 C  p  e1 e0 a7 S. A8 D团队领导人保罗?瑞能正在采集火山灰样。采样层位于数厘米厚的恐龙灭绝层中的煤层里。
: V: J$ R. G( |5 z5 m% q“瑞能等的主要贡献在于：将Ar/Ar测年法的误差降得足够低。这样，就让不同的年龄值真正具有可比性了，”德国不来梅大学的古海洋学教授海伊可·帕里克（Heiko P?like）告诉果壳网。岩石中的一些放射性元素会以固定的速率发生衰变，根据其与蜕变产物的含量比就能计算岩石产生于何时，这个年龄也叫岩石的“绝对年龄”。Ar/Ar测年法就是一种利用氩同位素测绝对年龄的常用技术，此外U/Pb法（铀-铅法）也相当常用。
! @9 V$ R* z7 d& ~- t, l) h, P过去，绝对年龄的误差非常大，“Ar/Ar法的误差可以达到约1%，”帕里克说，“举个例子，白垩纪-古近纪界线测定为6600万年，误差就是加减60万年。”但现在，新研究却能将这个误差控制在十万年以内。
" Z9 D1 P% ?0 }8 e0 U! W. f8 w0 |9 x在这之前，常会因为绝对测年结果的误差阈值普遍偏大，而使各个地质事件层的年龄出现错位。2004年，普林斯顿大学地质科学学院戈尔塔·凯勒（Gerta Keller）等人发表的一篇文章，认为小行星撞击比恐龙灭绝早30万年之久，不可能是大灭绝的主要原因。这篇文章引发轩然大波，也有大量学者质疑他们的测年数据，可惜反对者多是破而不立，并没有更拿得出手的测年方法。瑞能等不仅“改善了方法，还使Ar/Ar和U/Pb年龄之间实现更有效的校准，”帕里克称赞说，“现在，我们可以肯定地讲，希克苏鲁伯（Chicxulub）小行星撞击与K/T界线之间只差3万年。”
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7 T( E- [- Y; W$ \% A. n美国蒙大拿州乔丹（Jordan）附近的岩层出露恐龙和许多其他生物的灭绝层（下箭头）。箭头所示为夹火山灰薄层的煤层，火山灰可用于定年。
2 ?# [5 Q$ x) y, [希克苏鲁伯小行星语出希克苏鲁伯陨石坑（Chicxulub crater）。这个陨石坑位于墨西哥尤卡坦半岛，深埋于地表之下。1980年，身为1968年诺贝尔物理学奖得主的加州伯克利大学物理学家路易斯·阿尔瓦雷茨（Luis Alvarez）与其子、同校的地质学家沃尔特·阿尔瓦雷茨（Walter Alvarez）等人共同提出恐龙灭绝的小行星撞击说，并以白垩纪末地层中广泛出现的铱异常为证据。
1991年，亚利桑那大学的希尔德布兰（Alan R. Hildebrand）等人撰文称，隐藏于希克苏鲁伯城之下的巨大陨石坑（直径180公里）就是撞击说的决定性证据——它的形状、结构和大致的形成年代都与阿尔瓦雷茨等人预言的一样。瑞能团队用于精确定年的研究材料来自于两层火山灰层，“（代表K/T界线的）一层火山灰来自12ppb的铱富集及冲击石英（shocked quartz） 1 层以上1厘米处。而代表小行星撞击的火山灰则来自海地，我们对其中的玻陨石 2 进行测年。玻陨石明显是冲击成因的，出现在富集铱和冲击石英的层中，”瑞能向果壳网叙述了他们的取样方法。
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富钾的矿物透长石可用于Ar/Ar法定年。照片所示为最靠近恐龙灭绝层的火山灰中所采集到的透长石晶体。
虽然新的《科学》文章称小行星撞击与恐龙灭绝几乎同时发生，但瑞能也强调说，小行星并不是大灭绝的唯一原因。“还有很多其他因素，比如海平面变化，”瑞能回答果壳网时说，此外作者们还提到了气候变化。在恐龙灭绝前的几百万年里，晚白垩世的气候变化，已经让许多生物如履薄冰。
! b& E+ G" D7 i“这些先期现象让全球生态系统变得非常敏感，一点小小的驱动力都会让它起反应，在其他时间不算什么的微小效应恐怕都会让生态系统重新洗牌，”瑞能说，“而小行星撞击就是这致命一击。”对于先期气候变化的起因，瑞能团队非常强调大规模的火山爆发事件，他们认为，印度德干溢流玄武岩（Decan Trap）恐怕就是它杀死恐龙的罪证。这次研究之后，他们就会用新手段重新校准德干溢流玄武岩的年龄。
5 B* o% \+ c2 z- K2 _+ R! ^2 f% K- B此外，文章还讨论了其他话题。比如前人对K/T界线以上的部分岩石作过碳同位素研究，作者们对其进行测年后发现，大气中的碳循环经过5000年就恢复正常了；与此相反，海洋则过了一至二百万年才恢复元气。文章还修正了一些通过沉积岩中地球轨道韵律估测出的K/T界线年龄。
4 R3 a# L9 M5 ]+ p( V信息来源： EurekAlert!
* h1 H5 x$ ]* w供图： Bob Sanders，加州大学伯克利分校地质测年中心
0 z8 _1 [. F' e. l?术语解释：

冲击石英：一种微结构和一般石英不同的石英，只在极高压和有限温度下形成，天然的冲击石英一般认为与天外撞击事件相关。        玻陨石：天外星体冲击地面，产生高压高温的环境，使自身或地表的岩石发生熔融，从而形成的厘米级圆形、深褐色至绿色玻璃质硅酸盐物体。
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少将

狂虐

zrm123

这个是Keller等在几年前的观点哈。
/ h: [# V# Y) Z4 l! ?# ?( HRenne等还是认为撞击很重要的，至少是压垮恐龙王朝的“最后一根稻草”。