【哥倫比亞大學】公開課《科學前沿-地球科學》 P16 - 16. 【第18集】早期科學觀

正如我一開始所提到的 白堊紀- 第三紀事件 這個圍繞著這場極其重 要的大規模滅絕事件所產生的爭議與謎團 已經承載了大量的研究與討論 對既有的文獻而言 基本上是教條 它塑造了 我們對這件事的認識 或我們如何能理解這件事 早期的自然學家曾沿著地質 剖面行走 並在山丘中發現這 場大滅絕事件的證據 他們 對白堊紀-第三紀事件感到著迷 他們清楚地知道 在這個時 候發生了一件非常重要的事情 但實際上 這是在科學領域 一場思想革命之後不久發生的 在19世紀中期發展起來 其中均變論的概念由 詹姆斯·赫頓和查爾斯· 萊爾提出 均變論的原理 現在的現象是理解過去的關鍵 也就是說 我們今天在自然界中觀察到的過程 例如山間溪流的流動 那個我們今天可 以觀察到的過程 數百萬年來 一直持續進行 然後試圖在地質記錄中看到這一點 過去給當時的科 學家和自然主義者們對地質 時間的龐大有了更深的了解 它讓我們感受到漸進主義的觀念 換句話說 我們看到非常緩慢的過程正在發生 例如 河流正在切割山谷 並逐漸削低山脈 它必須花費非常長的時間才能 看到這條河在堅硬的晶體岩石中 緩緩流過 但你可以看到它確 實穿透了堅硬的晶體岩石的證據 而且你知道這需要很長的時間 這種意識到地質時 間如此遼闊且龐大 確實對當時的主流觀點造成了挑戰 在地球非常年輕的時期 這 觀念實際上根 植於聖經 因此 這種均變論的概念意外地產 生了挑戰地球年輕說的後果 對聖經的嚴格解讀 因此 這種看待世界的新方式 這種新的均變論觀點 所帶來的一個警告或 問題是 你必須接受你 可以看見地質記錄中將發生的一切 當然 也會有驚喜 因此 例如以前那種嚴格的聖經觀點 對年輕地球的解釋 認為那些非凡而罕見的 事件塑造了地球的歷史 例如諾亞的大洪水 它被視為一種過時的非 科學方法 基於信仰 它 並非真正基於觀察 事 實上 許多事情都說不通 而你憑著信心糾正了這一點 在19世紀引入這種均變論觀點後 它受到了嚴格的規範 根據自然過程的觀察 我們今天所觀察到的現象 之後便 能辨識出它們在地質紀錄中的痕跡 人們注意到這一切 我們觀察到事物是逐漸發生的 而大多數事物在這種世界观下都有其道理 所以這確實是看待科學的一種新方式 一種看待世界的新方式 但這個問題在於 你隨後 就會被這種觀點所束縛 認為自然不會 有驚喜 因為你在自然中所觀察到的一切 應該可以在地質紀錄中觀察到因此 突然的躍進 也就是突 然發生的事情 例如這些災難 就不容易被觀察到 它們很難被輕易地納入 以均變論者的觀點來看 所以我們經常認為他們是這些早期的自然主義者 儘管他們非常聰明 卻有著固定的眼罩 他們自己基本上讓他們對地 質記錄中也存在快速事件這 個概念視而不見 例如彗星 或隕石撞擊等快速發生的事件 或地震等事件 這些可能造成 極大破壞 但卻未必總是如此 均屬於均變論者對世界的看法 因此 從某種意義上來說 化石記錄中的間斷 被認為是反映侵蝕或記錄時間的遺失 他們在某種程度上完 全視而不見 無法看到 罕見事件 也無法看到實際上是災難的狀況 那麼我們要如何來探討這 場白堊紀-第三紀的事件辯論呢 一些關於白堊紀-第三紀滅絕 的假設原因在規模上相當有限 而且其他原因簡直是荒謬至極 最初的建議是氣候變化的結果 恐龍的滅絕 這突然的生物過渡 這大規模的滅絕事件 氣候變遷或海平面變動所致 也可能是哺乳動物競爭所致 但 當時也出現了一些非常離奇的想 法其中一個想法竟然是恐龍 他們因為飲食改變而便秘 恐龍會過敏 它們基本上因為花粉而打噴嚏至死 愚蠢的恐龍體型變得太大 導致大腦幾乎無 法跟上身體的成長 最後因為愚笨而滅絕了 另一種想法是重力的突然改變 我是說 有一些瘋狂的觀點已經出現在已發表的文獻中 所以你會這樣想並不令人驚訝 文件歸類於瘋狂科學家的任何想法 認為某件真正非凡的事情發生了 因為當時有這種均變論者的觀點 認 為我們今天在自然界中觀察到的一切 這就是我們在地質記錄中所能看到的一切 那麼我們是如何得出白 堊紀-第三紀事件的這兩 個主要觀點的呢 第一個觀點就是小行星撞擊的觀點 一顆大小與曼哈頓島相當、 直徑約10公里的小行 星撞擊了地球 並引發氣候變遷與太陽輻射的改變 由於掩蓋衝擊事件的 隔熱作用導致恐龍滅絕 這是一種觀點 明顯是一種災變論的觀點 另一種想法是 曾經有過一 次非常巨大且持續的火山噴發 而隨之而來的全球變暖與那釋放出來的二氧化碳有關 大氣層的變化導致恐龍滅絕 所以這些是兩個明顯的災難性機制 在這種均變論的背景之下 我們是如何走到這一步的 所以第一個假設被提出 由華特與路易斯·阿爾瓦雷茨所寫 兩人當時都在哥倫 比亞大學華特·阿爾瓦雷茨曾是哥倫比亞大學的研究員 而在1985年 他們發表了這項研究成果 那描述了基本上有 一個撞擊地球的事件 一個導致恐龍滅絕的非常災難性的事件 第二種假說源於觀察到大部 分西印度地區覆蓋著稱為德干 暗色岩的玄武岩 這是一次 非常大規模的火山玄武岩噴發 那涵蓋了印度廣大地區的岩漿岩 該玄武岩的年代 以 及那次火山爆發的年代 恰好與恐龍滅絕的時間完全吻合 因此他們的觀點是 大量二氧化碳的 火山釋放導致全球氣溫上升 而這巨 大的二氧化碳釋放所引發的全球氣溫上升 由於火山活動而導致恐龍滅絕