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(dá)到了每秒20千米，在地球的大氣層里，它變成了一個(gè)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(gè)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(dāng)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(zāi)難。小行星撞擊產(chǎn)生的塵埃使太陽光一連幾個(gè)月無法照射到地球。大部分植物因?yàn)闊o法進(jìn)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(gè)寒冷，甚至可能深度冰凍的時(shí)期。在海洋和陸地，地球上大約75%的物種滅絕，死亡的生物個(gè)體超過了99%。從這時(shí)起，白堊紀(jì)結(jié)束，古近紀(jì)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(gè)地層就是“KT界線層”，它標(biāo)志著白堊紀(jì)和古近紀(jì)的分界線。在白堊紀(jì)晚期，大范圍的火山活動(dòng)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(yuǎn)遠(yuǎn)高于我們現(xiàn)在呼吸的空氣，那時(shí)的動(dòng)植物一定非常特別，但考古學(xué)家對這些動(dòng)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(xué)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(xué)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(xué)上，這個(gè)厚度至少對應(yīng)了幾千年的時(shí)間。這個(gè)所謂的“3米問題”讓考古學(xué)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?yàn)樗鼈兒茈y找？

癡迷化石的“瘋子”

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

在美國古生物學(xué)界，羅伯特·德帕爾馬只能算是默默無聞，他生于佛羅里達(dá)州，目前是堪薩斯大學(xué)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(gè)“無名小卒”，但他對化石以及考古挖掘的癡迷程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了其他學(xué)者。

從小時(shí)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(shí)，德帕爾馬利用業(yè)余時(shí)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(shí)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(xué)，德帕爾馬沒有文件證明他的所有權(quán)，而法院拒絕歸還他的化石，這些化石有數(shù)百個(gè)，大多被鎖在倉庫里，無法公開展示。由于自己的化石被浪費(fèi)，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(xué)家會將化石的管理和照料工作交給大學(xué)或研究所等學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)，由于此前的遭遇，德帕爾馬堅(jiān)持讓自己來監(jiān)管化石，他建立了個(gè)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?yàn)樗J(rèn)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(dān)所有的費(fèi)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(fù)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(gè)癡迷化石的“瘋子”。

進(jìn)入大學(xué)后，德帕爾馬學(xué)習(xí)了“地獄溪地質(zhì)”的知識，他的挖掘工作更有針對性?！暗鬲z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(shí)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(dòng)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(dá)科他州的一處牧場上有一片很有挖掘價(jià)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(bào)酬，土地的主人會把“挖掘權(quán)”賣給古生物學(xué)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(gè)遠(yuǎn)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?yàn)槟谴魏樗畞淼梅浅Ｑ杆?，化石?biāo)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(shí)間，德帕爾馬對遺址進(jìn)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(xué)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(diǎn)，看起來像沙粒，但在放大鏡下，這些斑點(diǎn)呈微小的球狀和細(xì)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(shí)，熔融的巖石被濺入大氣層，然后凝固，落回地球時(shí)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(cuò)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(shí)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(shí)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(dāng)?shù)屡翣栺R取出這條魚時(shí)，他在化石下面發(fā)現(xiàn)了一顆滄龍的牙齒。滄龍是來自遠(yuǎn)古海洋的巨型食肉爬行動(dòng)物，它居然會和淡水魚在同一個(gè)地方出現(xiàn)，而且“塔尼斯”距離最近的海洋至少有幾千米遠(yuǎn)。

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(shí)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(rèn)為，它是在海魚死亡時(shí)或死后不久從其他地方被運(yùn)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(jìn)泥里形成的。當(dāng)?shù)屡翣栺R刨開淺坑的橫截面時(shí)，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(jì)的微玻隕石……

種種發(fā)現(xiàn)表明，整個(gè)“塔尼斯”對應(yīng)的時(shí)間就是小行星撞擊地球的時(shí)間，整個(gè)“塔尼斯”都是“KT界線層”。德帕爾馬推測，當(dāng)時(shí)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(dāng)水流變慢時(shí)，它在途中所捕獲的一切都堆在水中，然后很快被埋進(jìn)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(yuǎn)古哺乳動(dòng)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(rèn)為只有在遠(yuǎn)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(gè)完整的，未孵化的含胚胎恐龍蛋，這是具有巨大研究價(jià)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(shí)，恐龍和其他主要爬行動(dòng)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(bǔ)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(chǔ)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(dá)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(dá)100米的水潮，將淡水魚、陸地動(dòng)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(fēng)，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(dòng)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(dòng)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(shí)代，迎來了哺乳動(dòng)物的時(shí)代。