易秀英

“KT界線層”的謎題

6600萬年前的某一天，一顆直徑約10千米的小行星向地球撞來。這顆小行星的速度達到了每秒20千米，在地球的大氣層里，它變成了一個高溫火球，制造出超音速的沖擊波。在如今的墨西哥南部的尤卡坦半島，小行星著陸了。在兩分鐘內(nèi)，小行星砸出一個深約3萬米的隕石坑，向空中濺射出數(shù)十萬億噸的高溫物質(zhì)，釋放了相當于10億顆廣島原子彈的能量。

對地球生物來說，這是一次毀滅性的災難。小行星撞擊產(chǎn)生的塵埃使太陽光一連幾個月無法照射到地球。大部分植物因為無法進行光合作用而死亡，大氣中的氧氣急劇減少，地球陷入了一個寒冷，甚至可能深度冰凍的時期。在海洋和陸地，地球上大約75%的物種滅絕，死亡的生物個體超過了99%。從這時起，白堊紀結(jié)束，古近紀開始了。

經(jīng)過漫長的地質(zhì)年代，如今，小行星撞擊后留下的碎片、塵埃和灰燼都保存在地球的沉積層里，形成了厚度接近一本筆記本的條紋層。這個地層就是“KT界線層”，它標志著白堊紀和古近紀的分界線。在白堊紀晚期，大范圍的火山活動向大氣中噴出大量的氣體和塵埃，空氣中二氧化碳的含量遠遠高于我們現(xiàn)在呼吸的空氣，那時的動植物一定非常特別，但考古學家對這些動植物知之甚少，比如末世的恐龍。

所以，自從“KT界線層”被發(fā)現(xiàn)以來，考古學家一直在尋找盡可能靠近“KT界線層”的化石沉積物，以解開恐龍滅絕之謎。然而，經(jīng)過了150多年的不懈搜尋，考古學家從來沒有在“KT界線層”以下3米深的范圍內(nèi)找到過恐龍化石，在地質(zhì)學上，這個厚度至少對應了幾千年的時間。這個所謂的“3米問題”讓考古學界非常困惑，難道說，在小行星撞擊地球之前的幾千年，由于火山爆發(fā)和氣候的變化，恐龍就早已滅絕了？還是說，“恐龍劫難日”就是小行星撞擊地球之日，恐龍化石尚未出現(xiàn)只是因為它們很難找？

癡迷化石的“瘋子”

2019年，長期困擾古生物學界的“3米問題”終于被解決，解決這個問題的主角卻是一位年輕的古生物學家羅伯特·德帕爾馬。

在美國古生物學界，羅伯特·德帕爾馬只能算是默默無聞，他生于佛羅里達州，目前是堪薩斯大學的博士生、棕櫚灘自然歷史博物館的館長。雖然德帕爾馬是個“無名小卒”，但他對化石以及考古挖掘的癡迷程度遠遠超過了其他學者。

從小時候起，德帕爾馬就迷上了恐龍骨頭，他9歲就在科羅拉多州發(fā)現(xiàn)了自己的第一塊恐龍骨骼化石。讀高中時，德帕爾馬利用業(yè)余時間為博物館收集化石、制作恐龍模型并安裝骨架。他把童年時期收集的化石借給博物館展出。但不久，博物館破產(chǎn)，許多化石被送往一所社區(qū)大學，德帕爾馬沒有文件證明他的所有權，而法院拒絕歸還他的化石，這些化石有數(shù)百個，大多被鎖在倉庫里，無法公開展示。由于自己的化石被浪費，德帕爾馬對于化石收藏和考古挖掘更加狂熱。

通常情況下，古生物學家會將化石的管理和照料工作交給大學或研究所等學術機構(gòu)，由于此前的遭遇，德帕爾馬堅持讓自己來監(jiān)管化石，他建立了個人私有的棕櫚灘自然歷史博物館。為了得到更多的化石，德帕爾馬很少在公共考古區(qū)挖掘，因為他認為政府的繁文縟節(jié)過多。但是，沒有政府的支持，德帕爾馬必須自己承擔所有的費用，他通過為博物館、私人收藏家和其他客戶安裝化石、重建場景、鑄造和銷售復制品來籌錢。在朋友們看來，德帕爾馬眼里只有化石，他是一個癡迷化石的“瘋子”。

進入大學后，德帕爾馬學習了“地獄溪地質(zhì)”的知識，他的挖掘工作更有針對性。“地獄溪地質(zhì)”是美國中西部一種特殊的地層，這種地層靠近地表，富含恐龍化石。在小行星撞擊地球的時候，地獄溪主要是潮濕的亞熱帶低地和近鄰海岸的內(nèi)陸平原，這里充滿生命，而季節(jié)性的洪水和蜿蜒的河流可以迅速掩埋死去的動植物，所以非常適合形成化石。從2004年開始，德帕爾馬在美國各處的“地獄溪地質(zhì)”不停地挖掘，發(fā)現(xiàn)了大量化石，收獲頗豐。

私人牧場的“寶藏”

2012年，德帕爾馬又在尋找新的“挖掘?qū)ο蟆?，他聽說北達科他州的一處牧場上有一片很有挖掘價值的土地。在美國，“地獄溪地質(zhì)”的大部分位于私人土地上，但只要提供可觀的報酬，土地的主人會把“挖掘權”賣給古生物學家或化石收藏者。所以，德帕爾馬帶上工具和金錢開工了。

經(jīng)過初步的勘察，德帕爾馬發(fā)現(xiàn)，這片牧場是一個遠古池塘的遺址，它經(jīng)歷了一次猛烈的洪水，然后所有物質(zhì)都被淹沒并沉積下來。德帕爾馬感到非常興奮，因為那次洪水來得非常迅速，化石標本保存得很好，他發(fā)現(xiàn)了許多完整的魚類化石。這在地獄溪的地層中十分罕見，如果小心處理的話，就能把這些魚完整地“撈”出來。

經(jīng)過一年的時間，德帕爾馬對遺址進行了初步挖掘。他鏟去了覆蓋在魚化石上方的土層。這種“覆蓋層”通常是在魚被埋葬之后很久才沉積下來的物質(zhì)，不會引起古生物學家的興趣。但是，德帕爾馬注意到，這些土層中有灰白色的斑點，看起來像沙粒，但在放大鏡下，這些斑點呈微小的球狀和細長的水滴狀。德帕爾馬心想，這會不會是“微玻隕石”？微玻隕石是一種玻璃質(zhì)的微粒，它是小行星撞擊地球時，熔融的巖石被濺入大氣層，然后凝固，落回地球時形成的。

德帕爾馬繼續(xù)小心翼翼地挖掘，他開始發(fā)現(xiàn)一系列不同尋常的化石。這些化石都非常精致，保存得非常好，里面有交錯糾纏的植物，有成片的原木，魚被困在樹的樹根之間，樹干上掛滿了琥珀。一般而言，大多數(shù)化石最終都會被上面的“覆蓋層”的壓力壓扁，但這里的化石都是三維的，包括魚類在內(nèi)，它們在同一時刻被包裹在沉積物中，而沉積物剛好起到了支撐作用。德帕爾馬可以看到魚的皮膚，看到魚鰭筆直地伸到沉積物中。這時候，德帕爾馬隱約感覺到，他挖到“寶藏”了。

“塔尼斯”的新發(fā)現(xiàn)

2013年，德帕爾馬在這片遺址獲得越來越多的發(fā)現(xiàn)，他將遺址命名為“塔尼斯”。在魚化石層里，德帕爾馬看到了一條1.5米長的淡水匙吻鱘——一種至今生活在美國密西西比河的魚類。當?shù)屡翣栺R取出這條魚時，他在化石下面發(fā)現(xiàn)了一顆滄龍的牙齒。滄龍是來自遠古海洋的巨型食肉爬行動物，它居然會和淡水魚在同一個地方出現(xiàn)，而且“塔尼斯”距離最近的海洋至少有幾千米遠。

發(fā)現(xiàn)滄龍牙齒的第二天，德帕爾馬又看到了一條寬60厘米的海魚的尾巴，看上去像是從魚身上猛地扯下來一樣，通常來說，如果這條魚死了一段時間，它的尾巴就會腐爛、斷裂，但這塊魚尾化石幾乎完好無損。于是，德帕爾馬認為，它是在海魚死亡時或死后不久從其他地方被運送過來的。就像滄龍的牙齒一樣，不知怎的，它離開了大海，來到了數(shù)千米之外的內(nèi)陸。接下來第三天，德帕爾馬注意到沉積物中保存著許多小隕石坑，它們的直徑數(shù)厘米上下，看起來像是物體從天上掉進泥里形成的。當?shù)屡翣栺R刨開淺坑的橫截面時，他在底部發(fā)現(xiàn)了球狀的微玻隕石。繼續(xù)挖掘，微玻隕石越來越多——該遺址似乎含有數(shù)以百萬計的微玻隕石……

種種發(fā)現(xiàn)表明，整個“塔尼斯”對應的時間就是小行星撞擊地球的時間，整個“塔尼斯”都是“KT界線層”。德帕爾馬推測，當時小行星撞擊地球引發(fā)了海嘯、沖擊波以及微玻隕石雨，巨型海嘯沖上內(nèi)陸，而內(nèi)陸的湖泊自己也在劇烈震蕩，激起足以橫掃一切的洪水，水流最后在低洼處停了下來。當水流變慢時，它在途中所捕獲的一切都堆在水中，然后很快被埋進淤泥中并保存下來：包括各種死去的和正在死去的生物，以及從天而降的微玻隕石。

再向下挖掘，德帕爾馬發(fā)現(xiàn)了更重要的化石。起初是一塊遠古哺乳動物的下顎，一根獸腳亞目恐龍或迅猛龍的羽毛;然后是大量的羽毛、樹葉、種子、木炭和琥珀;最后，在“塔尼斯”的底層，德帕爾馬發(fā)現(xiàn)了已知“地獄溪地質(zhì)”中幾乎所有恐龍類群的破碎牙齒和骨骼，包括孵化遺跡，比如此前被認為只有在遠低于“KT界線層”之下才能發(fā)現(xiàn)的翼龍。他還發(fā)現(xiàn)了一個完整的，未孵化的含胚胎恐龍蛋，這是具有巨大研究價值的化石。這枚恐龍蛋和其他遺骸表明，在小行星撞擊地球時，恐龍和其他主要爬行動物可能并沒有瀕臨滅絕。德帕爾馬一舉解決了“3米問題”，填補了恐龍化石記錄的空白。

“恐龍劫難日”

2019年，德帕爾馬將自己的工作發(fā)表出來，并在此基礎上描繪了“恐龍劫難日”的可能圖景。

小行星從天而降，撞擊到了墨西哥海岸，向大氣中噴涌了大量氣體和熔融物質(zhì)，然后引起了一場足以吞噬地球大部分地區(qū)的大火，森林燒成了木炭，天空落下隕石雨。毋庸置疑，行星撞擊會引起巨大的海嘯，行星撞擊地球的力量如此之大，以至于海嘯可以抵達內(nèi)陸的“塔尼斯”。除了海嘯，小行星撞擊產(chǎn)生的沖擊波也會使內(nèi)陸的湖泊產(chǎn)生“湖震”，激起高達100米的水潮，將淡水魚、陸地動物、樹枝、木炭和其它隨海嘯而來的海洋生物全部纏繞在一起，這些物質(zhì)后來沉積下來，形成了“KT界線層”。

面對如此的劫難，地球上的幾乎所有生命都走到了盡頭，恐龍自然也甘拜下風，走下歷史舞臺。撞擊之后的數(shù)年里，陸地上除了蕨類之外幾乎沒有其他植物覆蓋。鬼鬼祟祟、像老鼠一樣的哺乳動物生活在陰暗的下層植被中。但最艱苦的日子漸漸過去，地球環(huán)境好轉(zhuǎn)，恐龍也滅絕了。哺乳動物熬了過來，開始成長為地球的主人，演化出各種各樣令人眼花繚亂的生命形式。小行星撞擊地球這一偶然事件，促使地球送走了恐龍的時代，迎來了哺乳動物的時代。