恐龙灭绝研究论文

来自中国的古生物学和物理家黎阳2009年在耶鲁大学发表的论文引起国际古生物学界的轰动，他和他的中国团队在万年前的希克苏鲁伯陨石坑K－T线地层中发现了高浓度的铱，其含量超过正常含量232倍。如此高浓度的铱只有在太空中的陨石中才可以找到，地球本身是不可能存在的。根据墨西哥湾周围铱元素含量的精确测定，当时是一颗相当于珠穆朗玛峰的小行星的物质不仅撞击了地球中美洲地区，还撞破了地壳，地球因此停转毫秒，然后是地球上从来没有发生过的大地震。撞击使熔浆被抛到数千米的高空，继而是长达几十天的流火现象，高温也许不是最致命的。数以千万吨的灰尘、有毒物质在随后的一个月内遍及全球。在以后的四个多月里，太阳只是一个模糊的影子，植物停止了生长，食草动物大量减少，污浊的空气、短缺的食物、肆意的疾病等无不摧残着幸存下来的恐龙。由于尘土的遮盖，地球上面临着寒冷的侵袭。但寒冷似乎不是最严重的问题，但是，请记住一些动物的性别是由温度决定的，恐龙正是其中之一。造成此次生物的大灭绝。以前学术界都是把外来天体撞击说和火山喷发说分开讨论的，但这两个学术都有相当大的缺陷，外来天体说光是撞击不足以影响那么严重，时间那么久，范围那么远（全球性的），而火山说，地球上的火山活动本身就很多很剧烈，但都不足引起如此大的生物灭绝，包括黄石超级火山在内，而中国学者黎阳提供的论证方向和证据完美地解答了国际古生物界的长期疑问，两者的结合才可能造成如此重大的地球生物大灭绝。2000年理论兽脚类恐龙(20张)德国科学家提出，恐龙灭绝是由当时恶劣的“空间天气”造成的，也就是说，来自宇宙的强烈粒子流闯入地球大气并导致地球气候发生剧烈变化，从而致使恐龙灭绝。据德国《科学画报》杂志报道，来自波恩天体物理学研究所的约尔格.法尔教授介绍说，地球在6000万年前曾陷入一次强烈的宇宙粒子流“风暴”中。在遭遇这样的风暴时，高速进入地球大气的各种粒子会达到平时的上百倍之多，将大气中的分子“撕裂”成为形成雨水所必要的凝结核，最终导致地球大气中云层增厚，降雨频繁，气温急剧下降。美国物理学家路易·阿尔瓦雷兹提出的小行星撞击地球的假说备受各方关注。他在研究意大利古比奥地区白垩纪末期地层中的黏上层时发现微量元素枣铱的含量比其他时期地层陡然增加了30-160多倍，之后人们从全球多处地点取样检测都得出同样结论，白垩纪末期地层中铱元素含量异常增高的确是普遍性的。于是阿尔瓦雷兹认为在白垩纪末期有一颗直径约10公里的小行星撞击了地球，产生的尘埃遮天蔽日。造成地表气候环境巨变，导致了恐龙的消亡。科学家认为，正是宇宙粒子流的爆发导致了地球气候条件的剧烈变化，而不能适应此种气候变化的恐龙也因此在较短时间内灭绝。疑点：但是，用小行星撞击地球来解释岩层中铱含量增加和恐龙灭绝存在许多疑点。1、小行星一般都是由硅、铁类元素构成，这样巨大的小行星落在地球表面即使经历漫长岁月也不可能踪迹全无，而在地球上从未发现有这样大型的陨石；2、白垩纪末期的岩层大部分是熔岩冷却形成的火成岩，由尘埃堆积而成的沉积岩只占地表很小一部分。仅一颗小行星撞击扬起的尘埃能够把当时地球上绝大多数动植物埋入深达几千米的岩层中吗？3、一颗小行星所含的铱元素就能均匀的散布以至覆盖整个地球表面吗？铱元素在地球深处也同样存在，为什么只推测铱元素来自地球以外而不是来自地球内部呢？肿头龙类恐龙(15张)我们知道，地球内部的热核反应会不断积聚起巨大能量，一旦地壳承受不住时，内部压力便冲破地壳突然释放形成大爆发。铱枣这种主要存在于地核内的元素在大爆发时通过熔岩喷发从地球深处被带到地壳表层，而公认的标志白垩纪结束的黏土层正是由大量火山灰尘堆积形成。所以，白垩纪末期地层中铱含量普遍增多证明当时地壳曾发生了普遍性剧烈喷发。化石档案告诉我们，绝大多数恐龙的死亡时间和绝大部分恐龙蛋化石的产出年代是在白垩纪末期，已发现的恐龙和恐龙蛋化石全部保存在富含铱的薄黏土层下的地层中，这与地质学界认定的白垩纪末期大规模造山运动等一系列全球性地壳构造剧烈变动的时间相吻合。在内蒙古巴音满都呼白垩纪末期的地层里出土的数百个原角龙和甲龙化石中，大量完整的恐龙骨架成群堆积在一起，从遗骸的埋葬姿势看，它们是在极度痛苦中死去，其中还有整群的恐龙幼仔骨架。这一情景显示它们是灾难性的集体死亡。大量体现当时地球环境特征的动植物化石显示，白垩纪末期以前，地球大气层的密度和厚度远远超过2000年，地表较为平坦，全球都是非常温暖潮湿的气候环境。那时极地和赤道温差很小，20世纪80年代，加拿大地质学家曾在北极圈内的埃尔斯米尔岛发现了一片以水杉为主的化石树林，林中还有鳄等动物化石，说明极地曾具有热带的气候环境。兽脚类(20张)一些早在侏罗纪就已经进化为原始鸟类、哺乳类的动物、遵循自然界物竞天择、适者生存的法则，在相对恶劣的环境中，经过7000万年不断演变，大多数物种改变了原来的形态。当然，每次大规模物种进化后，总会有一些物种保留原状，像鱼类进化为两栖类后，鱼类还延续生存，爬行类中也有极少数（鳄、蜥蜴等）至今仍然保持了7000万年前的原始形态。地球岩层中的生物遗迹揭示，在生物进化史上，每隔一定时期就会发生一次物种大灭绝，白垩纪末期的恐龙灭绝不是生物进化史上惟一的灾难，在更早的年代曾发生过绝大部分无脊椎动物在很短时间突然出现的“寒武纪生命大爆炸”现象。就像生物从单细胞向多细胞进化与爬行动物向哺乳动物进化一样，它们需要一个进化的过程（有1984年发现的我国云南澄江化石群为证）。地球内部至今仍在继续的地质构造频繁变动的事实表明，周期性地壳构造变动引起的环境“灾变”在生物进化过程中始终起主导作用，当然，小规模的物种逐渐进化也是贯穿于整个生命演变过程。周期性天体爆发（如新星爆发）是包括地球在内的所有行星在演变过程中不可缺少的重要环节。那些山脉中的海洋生物化石和海底矿藏就是解释恐龙时代因地壳剧烈变动而终结的最好说明。我们知道，恐龙灭绝的时间是在距今约6500万年前，地质年代为中生代白垩纪末或新生代第三纪初。而且在那个时候，不仅统治了地球达1亿多年的各种恐龙全部绝灭了，同样悲惨的命运还同时降临到了地球上的很多种其它的生物头上。在这次灾难中灭绝的还有鱼龙、蛇颈龙等海洋爬行动物，有翼龙等会飞的爬行动物，有彩蜥等恐龙的陆生爬行动物亲戚，有菊石、箭石等海洋无脊椎动物﹔海洋中的微型浮游动植物，钙质浮游有孔虫和钙质微型浮游植物等也几乎被一扫而光。经过这场大劫难，当时地球上大约50%的生物属和几乎75%的生物种从地球上永远地消失了。中生代的鸟类（鸟类是一种特殊恐龙）(19张)这场大灭绝使得在距今约6500万年这个时间的前后，地球上生物世界的面貌发生了根本性的巨变。这场大灭绝标志着中生代的结束，地球的地质历史从此进入了一个新的时代——新生代。在此，仅将一些较为人所知的说法分述如下：饿死、互相残杀等等，不过说法越来越多，但中国科学家考证，陨石撞击后，恐龙还存活了200万年左右。陨星撞击说恐龙灭绝全过程（陨石撞击）(24张)1980年，美国科学家阿弗雷兹父子在6500万年前的地层中发现了高浓度的铱，其含量超过正常含量几十甚至数百倍。这样浓度的铱在陨石中可以找到，因此，科学家们就把它与恐龙灭绝联系起来。根据铱的含量还推算出，撞击物体是直径大约10公里的一颗小行星，这么大的陨石撞击地球，是一次无与伦比的打击，以地震的强度来计算，大约是里氏10级，而撞击产生的陨石坑直径将超过100公里。科学工作者用了10年时间，终于有了初步结果，他们在中美洲墨西哥犹卡坦半岛的地层中找到了这个大坑。据推算，这个坑的直径在180-300公里之间。在2000年，科学工作者们还在对这个大坑做进一步的研究。由于这一陨石坑现已被找到，科学家也已经掌握了一些相关证据，所以，恐龙灭绝之谜似乎可以尘埃落定了。造山运动说小行星撞击地球在白垩纪末期发生的造山运动使得沼泽干涸，许多以沼泽为家的恐龙就无法再生活下去。因为气候变化，植物也改变了，食草性的恐龙不能适应新的食物，而相继灭绝。食草性恐龙的灭绝使肉食性恐龙也失去了依持，结果也灭绝了。此灭绝过程持续了1000-2000万年。到了白垩纪末期，恐龙在地球上绝迹。气候变化说由于板块移动，海流产生改变，更引起气候的巨幅改变。严寒而干燥的气候使植物死亡，恐龙缺乏食物而导致了灭亡。海洋退潮说根据罗伯特-巴克的说法，海洋退潮，陆地之间相接壤时，生物彼此相接触，因而造成某种类的生物绝种。例如袋鼠，袋鼠能在大洋洲这种岛屿大陆上生存，但在南美大陆上遇见别种动物就宣告灭亡。除了这种吃与被吃的关系外，还有疾病与寄生虫等的传染与传播问题。火山爆发说因为火山的爆发，二氧化碳大量喷出，造成地球急激的温室效应，使得植物死亡。而且，火山喷发使得盐素大量释出，臭氧层破裂，有害的紫外线照射地球表面，造成生物灭亡。但这个学说有一个前提，那就是火山大规模地爆发。意大利著名物理学家安东尼奥-齐基基提出，恐龙大绝灭的原因很可能是大规模的海底火山爆发。齐基基教授认为，白垩纪末期，地球上在海洋底下发生了一系列大规模的火山爆发，从而影响了海水的热平衡，并进而引起了陆地气候的变化，因此影响了需要大量食物维持生存的恐龙等动物的生存。温血动物说过去，所有的科学家都认为恐龙像其他爬行动物一样是冷血动物或变温动物，但是随着化石资料的不断增多，人们的认识也发生了变化，有人提出，有些恐龙可能是温血动物。首先，他们认为有些恐龙行动极为敏捷，也不是像蛇一样在地上爬行，而是靠两条后腿在地面上跑动，其速度可达每小时20至90多公里。这就需要有强壮的心脏并且维持较高的新陈代谢，这些显然冷血动物是做不到的。其次，恐龙的食量都相当大，据推测，一头30吨重的蜥脚类恐龙，每天可能要吃掉近2吨食物，只有温血动物才需要这么多的能量。从食肉恐龙远远少于食草恐龙来看，这一点也是合理的。另外，还有一些身体较小的恐龙，它们身上覆盖着一层羽毛或毛发，这也是为了防止体温散失。其它方面，如骨骼的研究，也初步表明一些恐龙是温血动物。温血恐龙的说法一提出，就受到强烈抨击，但到底结论如何，还难下定论。有些人认为恐龙是温血性动物，因此可能禁不起白垩纪晚期的寒冷气候而导致无法存活。因为即使恐龙是温血性，体温仍然不高，可能和现生树懒的体温差不多，而要维持这样的体温，也只能生存在热带气候区。同时恐龙的呼吸器官并不完善，不能充分补给氧。温血动物和冷血动物不一样的地方，就是如果体温降到一定的范围之下，就要消耗体能以提高体温，身体也就很快地变得虚弱。它们过于庞大的体驱，不能进入洞中避寒，所以如果寒冷的日子持续几天，可能就会因为耗尽体力而遭到冻死的命运。但是，这种学说有一个疑点，那就是恐龙不都是那么庞大的，也不一定都不能躲进洞里避难，所以这种学说也有不完善的地方。哺乳进化说在中生代后半，已有哺乳类的祖先生存。据化石的记录，当时的哺乳类体型甚小，数量也有限，直到白垩纪的后期，数量才开始急速增加。推测它们属于以昆虫等为主食的杂食性，这些小型哺乳类发现恐龙卵之后，即不断取而食之，最终导致恐龙的生育危机，导致恐龙灭绝。物种化说认为恐龙由于繁荣期长达亿年，使得肉体过于巨体化。而且，角和其它骨骼也出现异常发达的现象，因此在生活上产生极大的不便，最终导致绝种。恐龙中最具代表性的迷惑龙，体长25米，体重达30吨，由于体型过于庞大，使动作迟钝而丧失了生活能力。另外，三角龙等则因不断巨大化的三只角以及保护头部的骨骼等部位异常发达，反而走向自灭之途。受挫理论说已经在世界上许多地方陆续发现了古老爬行类的蛋化石，尤其是恐龙的蛋化石。按照形态结构，可以把恐龙蛋分为短圆蛋、椭圆蛋和长形蛋等种类。恐龙蛋的大小变化范围很大，蛋壳厚度及其内外部“纹饰”、蛋壳结构及其壳层中的椎状层和柱状层比例变化范围都存在不同的差异。为了深入开展恐龙蛋内部特征的研究，科学家已经采用了很新的技术和多种方法，如扫描隧道显微镜，x射线衍射仪，偏光显微镜，CT扫描仪等等。我国科学家首次采用CT技术对山东莱阳出土的恐龙蛋化石进行了无损伤内部结构特征的研究，发现了山东莱阳的一些恐龙蛋化石具有其它方法无法观察到的恐龙胚胎。一些科学工作者认为。恐龙胚胎的变形与错位，有可能导致恐龙蛋无法正常孵化，从而使恐龙走向衰弱最终灭绝。骤变理论说根据深海地质钻探得到的资料，一些科学家认为在6500万年前的地球上的气候发生了异常的变化，温度忽然升高。这种变化使恐龙等散热能力较弱的变温动物无法很好地适应环境，引起其身体中的内分泌系统紊乱，尤其是造成雄性个体的生殖系统严重损坏。结果，恐龙无法繁殖后代，从而走向了最终的绝灭。还有一种理论，虽然同样是认为气候骤变引起恐龙绝灭，但是推测的过程却不一样。这一派学者认为，在距今大约7000万年前，北冰洋与其它大洋之间被陆地完全隔开，并在最后的日子里，那咸咸的海水因各种因素的作用渐渐地变成了淡水。到了距今6500万年前，分隔北冰洋与其它大洋的“堤岸”突然发生了决口。大量因淡化而变轻的北冰洋的水流入其它大洋。由于北冰洋的水温度很低，这些“外溢”的冷水形成了一层冷流，使得地球大洋的海水温度迅速地下降了大约20度。海洋温度的下降又严重影响了大陆气候，使大陆上空的空气变冷。同时，空气中的水蒸气含量也迅速减少，引起了陆地上普遍的干旱。气候骤变造成恐龙绝灭的一条可能的途径是严重影响恐龙的卵。一些科学家发现，在恐龙灭绝之前的白垩纪末期，恐龙蛋的蛋壳有变薄的趋势，说明在恐龙大绝灭之前有气候急剧变化造成的作用。我国的一些古生物学家也发现，在一些化石地点产出的恐龙蛋中，临近绝灭时期的那些恐龙蛋蛋壳上的气孔比其它时期的恐龙蛋蛋壳中的气孔要少，这很可能与气候变得寒冷干燥有关。变化理论说白垩纪末期的恐龙大绝灭是生物历史上的一个千古之谜，科学家提出了一个又一个的理论来试图解释其原因，但是至今没有一个让所有人都能够接受的定论。较为流行的说法是小行星撞击地球引起的灾难导致了恐龙的灭绝，但是这一理论并不完善。因为恐龙是当时地球上最成功的动物，其丰富的多样性更是表现得大小不等、形态各异、生活方式也是多种多样。现代科学分析使我们了解到，在地球刚刚形成的遥远年代里，空气中基本上没有氧气，二氧化碳的含量却很高。后来，随着自养生物的出现，光合作用开始了消耗二氧化碳和制造氧气的过程，从而改变了地球上的大气环境。同时，二氧化碳一方面通过生物的固定以煤、石油沉积在地层里，另一方面也通过有机或无机的过程以各类碳酸盐的形式沉积下来。这种沉积是一直进行的。有证据表明，恐龙生活的中生代二氧化碳的浓度很高，而其后的新生代二氧化碳的浓度却较低。众所周知，每种生物都需要在适当的环境里才能够正常地生活，环境的变化常常能够导致一个物种的兴衰。当环境有利于这一物种时，它就会兴旺发展﹔反之，则会衰落甚至绝灭。环境因素包括温度、水等因素，还包括大气的成分。那么，大气成分的变化会不会影响生物的生活呢？答案是肯定的。恐龙生活的中生代，大气中的二氧化碳的含量较高，说明恐龙很适应于高二氧化碳浓度的大气环境。也许只有在那种大气环境中，它们才能很好的生活。当时，尽管哺乳动物也已经出现，但是它们始终没有得到大发展，也许这正是由于大气成分以及其它环境对它们并不十分有利，因此它们在中生代一直处于弱小的地位，发展缓慢。随着时间推移，到了白垩纪之末，大气环境发生了巨大的变化，二氧化碳的含量降低，氧气的含量增加，这种对恐龙不利的环境可能体现在两个方面：1、恐龙的身体发生了不适，在新的环境下，很容易得病，而且疾病会像瘟疫一样蔓延。2、新的大气环境更适于哺乳动物的生存，哺乳动物成为更先进、适应性更强的竞争者。在这两种因素的作用下，恐龙最终灭绝了。而那些孑遗的爬行动物则是少数既能适应旧环境，又能适应新环境的少数爬行动物物种。大气成分变化造成恐龙灭绝这一理论有两个出发点，一个是中生代的大气成分与现代不同，另一个是每种生物需要合适的大气环境才能生存。远古时代的大气中几乎没有氧气，而二氧化碳的含量很高。后来由于生物的出现，在光合作用下大气中二氧化碳的含量逐渐减少、氧气的含量逐渐增加的这一过程也许可以解释生物进化史中的很多现象。例如寒武纪的生命大爆发，这也是进化史中的一个难解之谜。大气成分变化也可以对此作出解释，因为动物不能直接利用无机物进行光合作用，它的起源落后于植物的起源，必须发生于大气中的氧气含量达到相当的程度时。因此，寒武纪的生命大爆发必须以大气中的氧气含量已经达到了一定程度做保障，而这一点已经被科学所证明。除了上述12种比较著名之说外，还有许多较鲜为人知的说法（如太阳黑子爆发、电磁扰动、地球磁场方向及强弱发生变化）。但无论发生了什么，有一点是不容质疑的，那就是恐龙无法适应所发生的事件所造成的影响或改变。最新研究结果科学家最新研究显示，亿年前小行星碰撞地球时间或早或晚都可能不会导致恐龙灭绝，真实灭绝原因是当时恐龙处于较脆弱的生态系统中，环境剧变易导致灭绝。[4] 亿年前小行星碰撞地球之前，恐龙就已遭受环境变化的影响，大量的火山活动和温度变化，导致恐龙生态系统易受伤害。如果小行星碰撞地球早发生数百万年，大量的恐龙种类以及较稳定的食物链，使恐龙能幸存下来；如果小行星碰撞地球晚发生数百万年，恐龙将有机会完善进化，更好地适应恶劣环境条件，可能逃离灭绝厄运。大约亿年前，当直径10公里的一颗小行星碰撞在现今墨西哥境内，恐龙世界遭受了环境剧变，使它们处于易受伤害的状态中。这项最新研究是由英国爱丁堡大学古生物学家带领一支国际研究小组负责的，他们研究分析大量恐龙化石标本，其中多数挖掘自北美洲。研究小组发现全球广泛出现的火山活动性，海平面变化以及气温波动，导致恐龙食物链出现危机，此时，一颗直径10公里的小行星碰撞地球，更是雪上加霜，加速了恐龙灭绝消亡。这项最新研究报告发表在近期出版的《生物学评论杂志》上。当小行星碰撞地球将导致海啸、地震、野火、气温突然变动以及其它环境因素变化，对原本脆弱的恐龙生态系统带来致命一击，使得恐龙物种陆续灭绝消失。唯一幸存的是空中飞行的恐龙物种，它们逐渐进化形成现今的鸟类。英国爱丁堡大学地质科学院的史蒂夫-布鲁萨特博士说：“恐龙是‘糟糕运气’的受害者，当时地球遭受一颗巨大小行星碰撞，正值恐龙生态系统处于最差时期，恐龙很容易遭受攻击伤害。这项最新研究有助于澄清解释恐龙灭绝之谜。”