志祺七七
2020.02.29

是膝蓋不夠軟、還是腸胃不夠力?恐龍滅絕的原因究竟是?《 七七科學探索 》EP 008| 志祺七七

各節重點:
01:56 發現隕石坑
02:42 隕石撞地球假說
04:53 火山爆發假說
05:48 誰才是兇手?
06:34 最新的發現
09:05 我們的觀點
10:14 提問
10:35 掰比


---【 影片口白逐字稿 】---


曾經稱霸全世界的恐龍,為什麼在6500萬年前突然就消失了呢?到底恐龍是怎麼滅絕的?是瞬間死光?還是花了很長的時間才慢慢滅絕的呢?

今天就讓我們一起來聊聊「恐龍滅絕」吧!

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上次我們在2019年度科學大事回顧那集裡面,聊到了去年有幾篇關於恐龍滅絕的新研究。超多人敲碗希望我們能做一集來聊聊恐龍滅絕,你的願望我們都有聽到,所以今天就特別來聊聊這個主題。

恐龍是目前在地球上發現的,體型最大的動物,不過他們都已經不在這個世上了。從19世紀初期開始,古生物學家陸續在世界各地挖出恐龍化石。例如超級長的腿骨、超鋒利的牙齒,又或者是背脊上長滿了形狀特殊的骨版,以及棍棒狀的尾巴,甚至後來還發現了許多恐龍蛋的化石。

從化石紀錄可以知道,恐龍的種類非常的多樣,而且以前在地球上到處都是。但是大家都想不透,為什麼這些巨大而奇特、種類又這麼豐富的生物,會在6500多萬年前滅絕呢?

這個問題有非常多不同的說法,例如曾經有人猜測,會不會是某種病毒傳染所有恐龍,才讓他們統統病死?也有人猜測,可能是因為哺乳類動物吃掉了所有的恐龍蛋,讓他們沒有後代而滅絕的;也有人說恐龍就是因為腦袋不靈光,體型龐大又行動遲鈍,才難以存活下來。甚至有一些比較奇葩的說法是認為,可能是植物都死光光,恐龍們因為吃進去的纖維不足,所以才便祕而死的!

不過,這些也僅僅只是猜測而已,並沒有什麼證據能支持這些說法。直到1970、1980年代,地質學家似乎找到了某些跡象,才讓「恐龍為什麼滅絕?」的世紀懸案,露出一些曙光。


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【發現隕石坑】

在1970年代,墨西哥石油公司派出一位名叫「格倫・彭菲爾德(Glen Penfield)」的地質學家,去墨西哥灣尋找可以開採石油的地方。1978年,他搭乘飛機來到猶加敦半島進行地質調查時,發現了半島外海的海底地形,似乎是一個缺了一角的環狀地形。後來他在翻閱其他人製作的「猶加敦半島重力異常分佈圖」的時候,驚訝地發現,這個重力異常區域的分佈,跟海底的地形缺口,竟然可以組成一個直徑大約 180 公里寬的完整圓形。

格倫當時覺得很奇怪,不知道為什麼會在墨西哥灣出現這樣的地形,所以他並沒有正式對外發表這個發現。

【隕石撞地球假說】

兩年後,曾經得到諾貝爾物理獎的阿瓦雷玆(Luis Alvarez),以及他鑽研地質學的兒子,發表了一項研究,指出恐龍最後出現的地層,和下一個時代的地層之間,有一層富含「銥」的黏土層。這件事還滿奇怪的,因為「銥」這個元素在隕石上很多,但地殼中非常很少。所以父子兩人就推測,地球很可能曾經被一顆超大的隕石撞擊過,因為撞擊的力道太強大,隕石的碎片和灰塵飄四散到世界各地,才形成這樣特殊的岩層。

而他們也認為,這很可能就是恐龍滅絕的原因,因而提出「隕石撞地球」的假說。

接下來幾年也有不少科學家也提出許多證據,來支持這個假說。例如:艾倫.希爾德布蘭(Alan R. Hildebrand)在海地的岩層中,也發現有一層「銥」元素的含量特別高。此外,他也發現,岩層中出現了曾經遭到強烈撞擊的證據。例如:衝擊石英(shocked quartz);以及經過高溫撞擊融化掉,再快速冷卻回來的「似曜岩(tektite)」。在同一個地層中,也發現曾經發生大海嘯的痕跡,他因此懷疑撞擊地點就在加勒比海。

後來在1990年,艾倫從一位記者口中,得知了前面提到的那位墨西哥石油公司的地質學家格倫,曾經發現猶加敦半島外海有圓形地形。他好不容易聯繫上了格倫,取得了一些海底地形的土壤樣品,分析之後驚訝的發現,海底的地層也有那些受到衝擊才會出現的結構,跟他在海地發現的一樣。

他因此大膽的猜測,格倫發現的這個地方,應該就是那個造成恐龍滅絕的超大隕石坑,後來就用附近的小鎮的名字來稱呼,叫做「希克蘇魯伯隕石坑」。雖然還只是假說,但是能發現這個環狀的海底地形,還是相當令人振奮!

後來也有越來越多的佐證出爐,像是有科學家就發現,猶加敦半島上,因為地層陷落而形成的「天坑」景觀,分布的位置竟然剛好繞成了一個圓,斷層的分佈也很一致,呈現一個漂亮的圓形。因此,隕石曾經撞擊這個地方的可能性,就越來越高,隕石撞擊地球造成恐龍滅絕的假說,也漸漸成為主流。


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【火山爆發假說】

隕石撞地球的理論聽起來有滿多證據的,但其實也有另外一派,對於岩層當中的「銥」,提出另外一種解釋。這一派的科學家認為,那一層「銥」,不一定是從隕石而來,也有可能是因為大規模火山爆發,使得這些元素從地底被帶到地面上。他們在印度德干高原上面,找到分佈範圍超大的玄武岩。我補充一下,玄武岩是一種岩漿從地底流出來,慢慢冷卻之後形成的岩石。這個玄武岩的分佈面積有50萬平方公里,將近有14個台灣那麼大,而且很多區域的玄武岩厚度,甚至有超過2000公尺的程度,真的很誇張!

這麼大規模的玄武岩,可以說是當年曾經發生大規模火山噴發的證據。科學家認為,很可能其實是因為這個超大的火山,不斷噴發二氧化碳、二氧化硫等等的溫室氣體,改變了地球氣候,才導致了恐龍滅絕。


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【誰才是兇手?】

隕石撞地球或是火山大爆發,看起來都滿有道理的,但是還是得確定地質年代才知道,有沒有可能是造成恐龍滅絕的原因,要是時間完全對不上,那就不用討論。科學家們花了不少時間,才作完比較精確的定年分析,一直到2010年才確定了那個隕石坑,是在距今大約6600萬年前發生的;而2015年的研究,則是確認了印度的火山爆發,大概只比隕石坑晚了 10萬年,以地球的歷史來說,真的很接近。

不過這並不代表火山爆發假說就出局囉,目前科學界主流的想法是,隕石撞地球和火山爆發,應該都曾經發生過,只不過隕石撞擊是造成恐龍滅絕的直接原因,而火山爆發是間接原因。


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【最新的發現】

雖然我們已經知道,讓恐龍滅絕最有可能的原因了,但是科學家們還是覺得不夠,因為還沒搞清楚恐龍滅絕的細節。在之前科學大事回顧的影片中,我們有提到科學家為了要了解整個過程,所以特別開船出海,直接去隕石坑,挖了 835 公尺厚的岩層回來分析,發現其中有130公分厚的區域,是在6600萬年前隕石砸下來之後的那一天內堆積出來的。而且他們在也的確在岩層中看到了那些,經過劇烈衝擊之後而產生的地質結構。

根據這些資料,他們認為整個過程是這樣的:當隕石撞到地表的瞬間,岩石都被蒸發了,隕石下方的恐龍們也都無法倖免,都直接死掉。而撞擊地表的衝擊力產生了超大的地震,也讓附近幾十、幾百公里的的地面都被震成碎片。去年甚至有研究指出,這個地震的震波,可以從墨西哥傳到美國北部,而且地震大到恐龍站都站不穩,有些甚至是用摔的摔在地上,使得肋骨刺穿肺部,甚至是內臟破裂而死。

這個衝擊也產生了巨大的海嘯,席捲了世界各地的生物,很多地方即使不靠海,河流和湖泊也因為地震,而捲起了類似海嘯的浪,把大量水中生物捲到陸地上,造成大量生物的死亡。當年隕石的撞擊,除了引發超大的地震,也讓地殼變得很不穩定,因而在接下來的十幾萬年間,世界各地的火山一直爆發。科學家認為,印度德干高原上大規模的玄武岩就是這樣來的。

在隕石撞擊後,大量灰塵彌漫在大氣中,加上火山長時間的噴發,使得天空完全被遮蔽。沒有陽光的世界,陸地上的植物以及海中的浮游生物都死光光了,最後食物越來越少,接著草食恐龍餓死,再換肉食恐龍餓死,只留下了體型小的生物。火山大規模噴發,造成大氣中的溫室氣體也大增,改變了地球的氣候,也加快了恐龍滅絕的速度。

在這波大滅絕的過程中,大約有75%的生物都滅絕了。地球的生態系花了好長的時間,才又慢慢回到平衡的狀態。然而,恐龍滅絕的過程,到底花了多長的時間,科學界還沒有明確的定論。有人認為因為變化很劇烈,所以恐龍應該很快就滅絕了,雖然從化石紀錄,還有土壤沉積的紀錄來看,目前還沒有明確的數字,但科學家推估,恐龍完全滅絕大概會需要數千到數萬年的時間。

【我們的觀點】

我們在研究這個主題的時候,有看到一些人在質疑,研究恐龍的學者根本是在浪費研究經費。因為就算科學家提出了恐龍滅絕的假說,但是我們永遠不可能知道,造成滅絕的真正原因。我們沒有辦法去驗證,這些假說到底符不符合現實,那幹嘛要花力氣研究呢?

的確,我們沒有多拉A夢的時光機,可以飛回過去,去看看恐龍滅絕那天發生什麼事。不過,研究恐龍,也有機會能帶給我們很多啟發,因為恐龍曾經稱霸地球,就表示他們能夠很好的適應這個世界,那一定有他可取之處。

例如,有科學家在化石當中,就發現了恐龍的膠原蛋白結構,跟目前已知的不一樣,如果能了解得更透徹,說不定可以更加強化人類的科技也說不定。而我們也可以藉著研究恐龍滅絕,了解到就算是這麼具有生存優勢的恐龍,氣候的改變也可能會帶來的災難性的影響。

更不用說,恐龍是這麼迷人的生物,大家都超有興趣的;我想我們未必會問說,研究自己很有興趣的人事物,甚至是明星八卦到底有什麼意義,那麼「研究恐龍」也就沒有一定要有什麼意義,才能去研究了,是吧?

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好的,那今天想要來問問大家,如果可以回到幾千萬年前的現場,你最想知道哪件事有沒有發生?
A. 隕石撞地球
B. 超級火山爆發
C. 超強地震波
D. 其他,留言告訴我們吧!

最後,如果你喜歡今天的影片,歡迎分享出去,讓更多人知道「恐龍是怎麼滅絕的」!
此外也可以點這邊,看看「2019年度科學大事回顧」;
那麼,今天的志祺七七就到這邊告一段落,我們明晚再見囉~掰比!



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【 本集參考資料 】
→ 🦖《恐龍的啟示:為什麼了解恐龍,可以改變我們的未來?》 肯尼斯.拉科瓦拉 著
→ 🦖 希克蘇魯伯隕石坑-Wiki:http://bit.ly/382HkXl
→ 🦖 白堊紀﹣古近紀滅絕事件-Wiki:http://bit.ly/394rJbe
→ 🦖 2010年Science研究-The Chicxulub Asteroid Impact and Mass Extinction at the Cretaceous-Paleogene Boundary:http://bit.ly/32wljiL
→ 🦖 2015年的整合研究-Triggering of the largest Deccan eruptions by the Chicxulub impact:http://bit.ly/3a7Llez
→ 🦖 State shift in Deccan volcanism at the Cretaceous-Paleogene boundary, possibly induced by impact:http://bit.ly/2wSztin
→ 🦖 造成恐龍滅亡的真正兇手?:http://bit.ly/2u80CN8
→ 🦖 First Steps into an Integrated Karst Aquifer Vulnerability Approach (IKAV). Intrinsic Groundwater Vulnerability Analysis of the Yucatan Karst, Mexico:http://bit.ly/2uCWYey
→ 🦖 2019年的研究1-The first day of the Cenozoic:http://bit.ly/3bJGRMN
→ 🦖 2019年的研究2-A seismically induced onshore surge deposit at the KPg boundary, North Dakota:http://bit.ly/2HXX6Z3
→ 🦖 Why did the dinosaurs go extinct?:https://on.natgeo.com/3cbRqIG

【 延伸閱讀 】
→ 🦖 How life blossomed after the dinosaurs died:http://bit.ly/392I2VP
→ 🦖 Rapid ocean acidification and protracted Earth system recovery followed the end-Cretaceous Chicxulub impact:http://bit.ly/2we1EaX
→ 🦖 Exceptional continental record of biotic recovery after the Cretaceous–Paleogene mass extinction:http://bit.ly/2T1ftmg
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