小行星掉在春天：《自然》揭示恐龙时代终结的季节

大约6600万年前，一颗直径接近10千米的小行星——希克苏鲁伯陨石坠入地球，撞击在如今的墨西哥尤卡坦半岛。这次撞击引发了一场大规模的生物灭绝，76%的地球物种被杀死，殃及的生物包括非鸟类恐龙、翼龙、菊石和大多数海洋爬行动物。地球的中生代至此结束。

对于地球历史上的这一关键事件，通常我们对其影响和后果的理解以千年为时间尺度，很少会考虑这场撞击在哪个季节发生，以及撞击的季节会有什么影响。

今日，顶尖学术期刊《自然》上，来自荷兰阿姆斯特丹自由大学、瑞典乌普萨拉大学、比利时布鲁塞尔自由大学和法国欧洲同步加速器的一支国际研究团队，以“中生代终结于北半球的春天”为题，对那个毁灭之日所在的季节给出了结论。

答案来自这场撞击事件的“亲身经历者”：距离撞击点3000多千米，位于美国北达科他州白垩纪晚期沉积层中的鱼。这些鱼在小行星撞击地球的当天集体死亡。

当陨石撞击地球时，大地颤抖，河流和湖泊中引发巨浪，涌动的水裹挟着大量沉积物，沿途席卷一切，让大量生物瞬间死亡。撞击发生后不到一小时，岩石熔融形成的无数玻璃珠从天而降，甚至冲进了鱼的鱼鳃，使鱼窒息身亡。在今天的北达科他州，被称为塔尼斯（Tanis）沉积层的化石遗址中，就掩埋了许多当时的直接受害者。

▲这张艺术重现图呈现了湖震发生时水波涌入塔尼斯河，带来了鱼和沿途席卷的一切（恐龙、树木），撞击形成的玻璃珠从空中纷纷落下；一些恐龙试图逃跑，但它们走不远了；蚂蚁试图回巢，前景中的石竹被玻璃珠砸中（图片来源：参考资料[2]；Credit：Joschua Knüppe）

瑞典乌普萨拉大学的Melanie During博士是此次研究的主要作者，她在塔尼斯化石遗址现场挖掘到了保存完好的鱼类化石，包括鲟鱼和匙吻鲟。

利用高分辨的同步加速器X射线断层扫描技术，研究团队对多个鱼类化石标本的骨骼进行了分析。“这些数据告诉我们，骨骼记录了鱼的季节性生长，就像树木的年轮一样，骨骼外侧每年都会长出新的一圈。”参与研究的古生物学家Sophie Sanchez博士说。

在鱼骨中检测到的年轮不仅记录了这些鱼的生长史，也提供了季节变化的记录。X射线扫描显示了骨细胞的分布、形状和大小，从中可以看出它们随季节发生波动。

研究作者之一Dennis Voeten博士解释道：“在所有研究过的鱼类中，骨细胞密度和体积经过连年追踪都可以显示春夏秋冬。我们看到，在这些鱼死亡的那一年，骨细胞密度和体积都处于上升期但还没有到达顶峰，这意味着，它们在春天突然停止了生长。”

研究团队同时结合了碳同位素数据的分析，查看了这些鱼在不同季节的摄食差别。因为在夏季，可摄入的浮游动物更丰富，这些鱼的骨骼富含更重的C13同位素。“碳同位素信号进一步证实，这些不幸的鲟鱼死于当年的食物高峰来临之前，也就是北半球的春季。”During博士说。

▲Melanie During博士在塔尼斯沉积物中挖掘一条匙吻鲟（图片来源：参考资料[2]；Credit：Jackson Leibach）

科学家们指出，这些发现有助于解释这场大规模灭绝在地球上的后续发展：为什么有些物种完全或几乎完全消失，有些物种却幸存下来。

因为在北半球，这一灾难发生时是春季，正是许多北半球物种处于繁殖和养育后代的敏感阶段，这些动物几乎立即死亡，灾难带来了重创。与此同时，南半球的生态系统正处于秋季，许多生物可能正在为过冬做准备。因此，那些躲在洞穴或正在冬眠的生物更有可能幸存下来，这也是为什么后来南半球的恢复速度接近北半球的2倍。

During博士说：“我们的研究结果或将有助于揭示为什么恐龙大多数灭绝了，而鸟类和早期哺乳动物却躲过了一劫。”

参考资料：

[1] Melanie A。 D。 During et al。， （2022） The Mesozoic terminated in boreal spring。 Nature https：//doi.org/10.1038/s41586-022-04446-1

[2] The reign of the dinosaurs ended in spring。 Retrieved Feb。 23， 2022 from https：//www.eurekalert.org/news-releases/944124

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