達(dá)爾文同志靠進(jìn)化論一炮而紅,除了適者生存之外,他另一個(gè)主要成就是,給生命隨著時(shí)間延續(xù),逐漸從簡(jiǎn)單到復(fù)雜,從低級(jí)到高等指明了方向,這在地質(zhì)學(xué)上稱為——均變論。當(dāng)然,這個(gè)觀點(diǎn)和進(jìn)化論本身一樣充滿了爭(zhēng)議,達(dá)爾文均變論的反對(duì)者,則是地質(zhì)學(xué)之父——萊爾所倡導(dǎo)的災(zāi)變論。
達(dá)爾文與進(jìn)化論
達(dá)爾文雖然有足夠的證據(jù)證明均變論,但好比近代物理學(xué)繞不開“兩朵烏云”,地質(zhì)學(xué)上,也有“兩個(gè)地質(zhì)斷層”一直讓達(dá)爾文無法自圓其說,這兩個(gè)要命之處,一個(gè)是寒武紀(jì)斷層、另一個(gè)是白堊紀(jì)斷層。
寒武紀(jì),有個(gè)專有名詞叫“寒武紀(jì)生命大爆發(fā)”,生命在之前都原始的不得了(整整15億年),但寒武紀(jì)不到4千萬年里,一下子現(xiàn)今已知的所有門類,包括脊椎動(dòng)物都出現(xiàn)了!這在生物學(xué)家眼中,跟見了鬼差不多,但我們今天繞過這茬不提。
寒武紀(jì)生命大爆發(fā)
達(dá)爾文寒武紀(jì)還沒能脫身,這邊白堊紀(jì)就以一個(gè)大滅絕的姿態(tài)擺在他面前,包括恐龍?jiān)趦?nèi),70%的物種瞬間消失了!達(dá)爾文徹底懵逼,說好的漸漸演化啊,怎么一下子全來了又一下子都沒了!他只好用記錄不完整、還沒挖到足夠證據(jù)來搪塞。那么,真相只有一個(gè)!達(dá)爾文同志是不是錯(cuò)了?我們就來說說,人類是如何解開恐龍滅絕之謎的歷史吧。
白堊紀(jì)恐龍滅絕
今天我們都知道,困擾達(dá)爾文同志的原因之一,就是那一顆10公里直徑的隕星,它在6500萬年前,撞擊了地球,從而引發(fā)了一系列的災(zāi)害,導(dǎo)致了恐龍的滅絕。
我們把時(shí)間的箭頭,調(diào)回20世紀(jì)70年代初,在距離翁布里亞地區(qū)的山城古比奧不遠(yuǎn)的地方,地質(zhì)學(xué)家沃爾特·阿爾瓦雷斯正在一個(gè)名叫博塔西昂峽谷的峽道里作實(shí)地考察。他突然發(fā)現(xiàn)了一件有趣的事情——薄薄的一層淡紅色黏土。這層黏土把古代灰?guī)r分為兩層,一層屬于白堊紀(jì),一層屬于新生界。它日后有了一個(gè)著名的名字——KT界線。它揭示了6500萬年前恐龍和世界上大約一半其他種類的動(dòng)物從化石記錄中突然消失的真相。
地質(zhì)學(xué)家沃爾特·阿爾瓦雷斯很幸運(yùn),他有父親是著名的核物理學(xué)家路易斯·阿爾瓦雷斯,10年前還曾獲諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。物理學(xué)家的思路比較清奇,路易斯從那堆泥土中,注意到了他兒子沒注意的一樣小東西——元素銥——來自太空的信使!
小行星密布太空之中
元素銥不應(yīng)該出現(xiàn)在那個(gè)位置,它們?cè)缭诘貧ば纬傻臅r(shí)候,就沉到地心去了。通常我們認(rèn)為它們來自外太空——隕石攜帶而來。在太空里元素銥的含量要比在地殼里豐富100倍。
通過仔細(xì)的分析這層黏土,阿薩羅檢測(cè)出蘊(yùn)含著豐富的元素銥,其含量達(dá)到正常水平的300多倍!隨后,他們開始檢測(cè)來自世界各地包括丹麥的、西班牙的、法國(guó)的、新西蘭的、南極洲的樣品,結(jié)果表明,銥的沉積是世界性的,數(shù)量都很大,有時(shí)候多達(dá)通常水準(zhǔn)的500倍。顯然,在遙遠(yuǎn)的過去曾經(jīng)發(fā)生過什么大事,才產(chǎn)生了如此驚人的示蹤同位素。
阿爾瓦雷斯父子,給出了一個(gè)令當(dāng)時(shí)世界震驚的解釋,6500萬年前,有一顆隕星撞擊了地球,順便毀滅了恐龍。
小行星撞擊地球
毫無意外的是,他們的解釋幾乎沒有人相信。當(dāng)事人之一的阿薩羅(幫他們測(cè)量元素銥的同事)回憶說,“我們?cè)谶@個(gè)領(lǐng)域是外行。沃爾特是地質(zhì)學(xué)家,他的專長(zhǎng)是古磁學(xué);路易斯是物理學(xué)家;我是核化學(xué)家?,F(xiàn)在我們卻在這里對(duì)古生物學(xué)家說,我們已經(jīng)解決那個(gè)困擾了他們一個(gè)多世紀(jì)的難題。他們沒有馬上接受我們的看法,這是不足為奇的?!?/p>
有一樣最有力地可以支持阿爾瓦雷斯父子理論的東西,正是反對(duì)者們無法辯駁的一樣?xùn)|西──一個(gè)撞擊現(xiàn)場(chǎng)。于是他們開始了尋找那次撞擊遺留隕石坑的努力。他們最先鎖定的目標(biāo),是位于美國(guó)本土的曼森隕石坑。
曼森撞擊事件,是美國(guó)本土發(fā)生過的最大隕石撞擊事件。它留下的坑巨大無比,你站在坑一處的邊緣,天氣好的時(shí)候,才可以剛好看得見對(duì)面。對(duì)于樂于見證奇跡的人來說很不幸,250萬年前冰河時(shí)代,滑過的冰盾已經(jīng)把曼森大坑完全填平,接著又把它磨得十分光滑,因此今天曼森以及周圍幾公里的景色,和一般的森林沒有任何區(qū)別。但是,在這里發(fā)現(xiàn)的大量有力證據(jù)──主要是古怪而細(xì)微的硅石和磁鐵礦石──表明這里的確曾經(jīng)有撞擊來自太空。
可惜,最后的檢測(cè)表明,曼森大坑不是事發(fā)現(xiàn)場(chǎng),曼森大坑不僅太小,還比恐龍滅絕的時(shí)間段早了900萬年。
隕石坑示意圖
直到1990年,在離墨西哥普羅格雷索市不遠(yuǎn),尤卡坦半島的奇克休留布底下,發(fā)現(xiàn)了奇克休留布大坑。神奇的是,這個(gè)結(jié)構(gòu)一開始是由墨西哥石油公司于1952年發(fā)現(xiàn)的,當(dāng)時(shí)認(rèn)為只是一個(gè)古代火山的遺址。
奇克休留布大坑,寬193公里,深48公里。在1991年初,經(jīng)過地質(zhì)分析比對(duì),正式確定它就是撞擊的現(xiàn)場(chǎng)。
坑是找到了,但是仍舊有頑固的人認(rèn)為,只是區(qū)區(qū)一顆隕石,怎么可能會(huì)造成如此巨大的影響,當(dāng)時(shí)計(jì)算機(jī)技術(shù)不行,大家也缺乏玩模擬演示的經(jīng)驗(yàn),正在一籌莫展的時(shí)候,對(duì)該理論進(jìn)行一次自然測(cè)試的機(jī)會(huì)來到了——木星登場(chǎng),親自演示隕石撞擊!
加州帕洛瑪天文臺(tái)
1993年3月24日,蘇梅克和列維,在加州帕洛瑪天文臺(tái)的18英寸望遠(yuǎn)鏡的圓形穹頂里,發(fā)現(xiàn)了蘇梅克-列維9號(hào)彗星。這顆衛(wèi)星的發(fā)現(xiàn),運(yùn)氣成分占了很大的比例,因?yàn)榘l(fā)現(xiàn)彗星的兩張照片中的第一張,是用廢舊膠卷拍攝的,據(jù)列維回憶,天文臺(tái)每年要在膠卷上花費(fèi)8000美金,本來沒這個(gè)預(yù)算干這事。
彗星正向木星飛去。人類首次能親眼目睹宇宙里的一次彗星和行星的撞擊──通過新的哈勃太空望遠(yuǎn)鏡。這是科學(xué)史上絕對(duì)空前的事件。
蘇梅克-列維9號(hào)彗星的直徑為5公里,它先是被木星的引力撕扯成21個(gè)碎片,依次撞上木星,最大的碎片直徑2公里,小的數(shù)百米。彗核按照5公里直徑計(jì)算,體積是65.45立方公里。彗核的密度通常是1噸/立方米的冰,或3噸/立方米的石塊。1立方公里 = 1000,000,000立方米; 蘇梅克-列維9號(hào)彗星質(zhì)量應(yīng)該在 65,45億噸 —196.62億噸之間。
彗星的21個(gè)碎片
撞擊于1994年7月16日開始,持續(xù)了一個(gè)星期,彗星以每小時(shí)22.5萬公里的速度,一頭撞向太陽(yáng)系中最大的行星。其撞擊威力高達(dá)6億噸級(jí)──相當(dāng)于現(xiàn)有核武器的總威力的75倍。其中名叫“核G”的碎塊,大約一座小山大小,它在木星表面造成了地球大小的傷口。
木星撞擊示意圖
撞擊事件2年后,在1996年和2000年,伽利略號(hào)探測(cè)器發(fā)現(xiàn)木星光環(huán)中,仍存在波痕狀結(jié)構(gòu),顯示在經(jīng)歷彗星撞擊后,木星的光環(huán)出現(xiàn)了2公里量級(jí)的波動(dòng);隨后在2007年,距離撞擊事件13年后,飛往冥王星的新視野號(hào)飛船在飛抵木星附近時(shí)發(fā)現(xiàn),木星的光環(huán)系統(tǒng)仍然存在擾動(dòng)跡象。
這次木星親身演示的撞擊事件,其威力之大超出任何人的預(yù)料,最后一部分質(zhì)疑6500萬年前,隕星撞擊地球威力的人,也不得不承認(rèn),生命在天災(zāi)之前的脆弱。
木星的傷痕至今仍存
達(dá)爾文同志的困擾終于水落石出,地球生物的演化,總體還是按照進(jìn)化論的框架,穩(wěn)步推進(jìn)的。但變化的積累可以引起質(zhì)變,引發(fā)“災(zāi)變”,而災(zāi)變也是驅(qū)動(dòng)地球發(fā)展的動(dòng)力。
好比我們的生活,平凡而相似是每天的主旋律,但是能讓人深深不能忘懷的,卻是突然觸動(dòng)我們心靈的感動(dòng),也讓我們久久不能釋懷。
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