天文 地球 46 億年史詩：從塵埃到恐龍，一場滅絕早已註定

看看這個結構 它看起來荒涼可怖 毫無生命存在的可能 但這就是我們的家園 46億年前出現雛形的地球 它的形成 月球的誕生 至今仍是未解之謎 但今天 我們將爲你揭曉科學家們 提出的相關理論 你會了解到 源自相同物質的行星 爲何差異巨大 遠古時期 曾有哪顆行星與地球相撞 最後 我們還會告訴你 地球上最古老的生物體 已有多少歲 我們梳理了地球的演化歷程 從直徑數千米的塵埃 和氣體團體 到生命的巧然出現 太陽形成後 其周圍的氣體和其他物質 開始相互碰撞 形成了名爲星子的小型天體 隨着引力逐漸增強 更多物質被吸引聚集 這些行星的種子不斷壯大 最終演化成真正的行星 太陽系中的氣態巨行星 木星 土星 天王星和海王星 以水星 金星 地球 火星 這四顆類地行星 誕生的早得多 但我們的家園 地球究竟是如何形成的呢 地球的故事 始於約46億年前 誕生於一片 圍繞早期太陽旋轉的 盤狀塵埃氣體雲之中 我們之所以確定這個時間 是藉助了化石記錄 這是測定地球年齡 最簡便的方法之一 科學家們 發現了約43億年前 形成的鈣石晶體 迄今爲止 這些晶體 是地球上發現的最古老物質 但地球的具體形成過程 仍存在科學爭議 目前 主要有兩大主流理論 第一種是 核心希基模型 也是目前被廣泛認可的理論 約46億年前 存在一片 由旋轉的氣體 和塵埃粒子組成的太陽星雲 我們的太陽 便誕生於此 隨後 剩餘的不同大小的物質 以略微不同的速度 圍繞太陽運行 在引力作用下 相互碰撞 粘連 較小的粒子 逐漸聚合成直徑 從數英里 到數百英里不等的 較大天體 太陽風會吹走氫 氦等較氫的元素 使岩石物質 留在靠近太陽的區域 形成內地行星 這一過程持續進行 直到這些天體的直徑 達到數千英里 而在遠離太陽的區域 太陽持續釋放的帶電粒子 對較氫元素的影響較弱 因此 這些元素聚集 形成了氣態巨行星 令人振奮的是 美國國家航空航天局 NASA認爲 這就是行星形成的普遍機制 在宇宙中 像地球這樣的小型岩石行星 比氣態巨行星更爲常見 不過 該理論雖能較好的解釋 內地行星的形成 卻難以說明 氣態巨行星的誕生 科學家認爲 太陽周圍的氣體盤 僅存在了約400萬至500萬年 而基於核心吸積模型的模擬顯示 氣態巨行星的形成時間 遠超這一週期 第二種理論 是盤不穩定性模型 它解決了這一難題 這一較新的理論認爲 在太陽系形成初期 塵埃和氣體團塊便已聚集 隨着時間推移 這些團塊 逐漸演化成氣態行星 與核心吸積模型相比 該理論所描述的行星 形成過程快得多 事實上 根據這一理論 行星形成 可能僅需短短一千年 如此快速的形成過程 使得這些行星 能夠捕獲那些 迅速消散的較輕氣體 一項近期研究表明 原始地球的形成 耗時約500萬年 這在宇宙尺度上 微不足道 若將太陽系 約46億年的演化歷程 壓縮爲24小時 這500萬年 僅相當於約15分鐘 如果科學家的這一推測成立 那麼水可能就是 類地行星 形成過程中的副產品 這意味着 在太陽系之外 我們或許更有可能 發現生命存在的必要條件 那我們的衛星月球 又有着怎樣的起源呢 天文學家們提出了諸多假說 其中一些頗爲奇特 分列說 認爲月球曾是地球的一部分 當地球仍是一個 熾熱的旋轉熔岩球時 可能噴射出了 構成月球的物質 不過大多數科學家 對此持懷疑態度 因爲要實現這一過程 地球的自轉速度 必須快得驚人 但這一現象若能觀測 必將令人歎爲觀止 捕獲說 則是另一種有趣的觀點 認爲月球 可能來自太陽系的其他區域 被地球引力捕獲 我們已知 有些天體 就是通過這種方式 獲得衛星的 或許在被地球引力吸引之前 月球正圍繞金星運行 但這一假說 無法解釋 爲何地球和月球的 氧同位素比率 幾乎完全一致 而接下來的共同形成說 或許能給出答案 一些天文學家認爲 月球與地球一同形成 二者誕生於同一時期 同一區域的太陽星雲 由相同的氣體和塵埃構成 這一理論與二者的同位素 相似性相符 但無法解釋 它們核心大小的差異 目前最主流 且最令人驚歎的理論 是大碰撞說 月球源於地球 與另一顆天體的劇烈撞擊 在距離太陽 1.5億千米的軌道上 地球形成之時 可能還存在另一顆 名爲推伊亞的行星 這顆奇特的天體 體積小於地球 質量和大小與火星相近 起初 它可能擁有穩定的軌道 但隨着地球 通過聚集物質 不斷增大質量 推伊亞的軌道逐漸失穩 開始在地球周圍來回擺動 最終與原始地球相撞 此次撞擊速度較慢 地球並未因此毀滅 但撞擊產生了 由熔融岩石和赤熱氣體 構成的碎片盤 這些碎片最終成爲了 月球的構建材料 推伊亞和地球 可能由多種物質組成 其中密度較低的物質 最終凝聚 形成了月球 若情況確實如此 這就能解釋 爲何地球的密度 和核心厚度均大於月球 以及二者爲何以如今的方式 相互公轉 回到地球的演化歷程 在接下來的5億年裏 地球表面呈熔融狀態 火山活動頻繁 小行星撞擊不斷 引力壓縮 放射性衰變 和小行星撞擊等多種因素 使得地球溫度極高 其中大部分初始熱量 至今仍留存於地球內部深處 隨着地球逐漸冷卻 礦物質開始結晶 由於不同物質的密度存在差異 地殼 地脈和地核逐漸形成 那麼 在這顆漂浮於宇宙的熾熱岩石上 水是如何出現的呢 海洋覆蓋了地球表面 超過70%的面積 地表水資源包括冰總量 達13.86億立方千米 但地球是太陽系中 已知岩石行星中 液態水含量最高的 這一現象尚未被完全破解 與地球和月球的起源一樣 關於水的來源 最有可能的來源是地外天體 如彗星 跨海王星天體 甚至原始行星 太陽系中其實存在大量水資源 例如天王星和海王星的 三分之二由冰構成 因此 若地球誕生時炎熱乾燥 那麼水資源必然來自其他地方 由攜帶冰的彗星和小行星撞擊帶來 彗星由塵埃和冰構成 其中大部分冰是凍結的水 這似乎能解釋水的來源 但測量結果顯示 彗星水中的刀含量遠高於地球水 小行星則是更合理的候選者 它們的刀輕比與地球水更爲接近 且小行星含水量達20% 但由於小行星體積較小 要形成地球現有的水資源總量 必須發生過數量驚人的撞擊 13.86億立方千米的水看似龐大 足以將美國本土Contiguous區域 覆蓋至約145千米深 但實際上 水僅佔地球質量的0.02% 考慮到地球在遠古時期 曾經歷過密集的天體撞擊期 這種假說具有一定的合理性 研究人員還認爲 地球形成時 其岩石和礦物質中 捕獲了大量氫元素 在地脈熱量的作用下 富含氫和氧的礦物質發生熔融 使得水得以從地殼中噴發而出 據科學家估計 至今地脈中可能仍存在 相當於10個海洋總量的水資源 最令人驚訝的 或許是火山噴發假說 該理論認爲 水可能來自火山活動 換句話說 水原本就以含氫氧的礦物質形式 存在於地球地殼之下 火山噴發將其以水蒸氣的形式釋放出來 水蒸氣經冷凝後形成降雨 落到地表 科學家認爲 所有火山噴發 都會釋放一定量的水蒸氣 這些水蒸氣可能足以形成 地球表面的所有水資源 這一問題至今仍無定論 但無論水的來源如何 生命的出現 往往與水息息相關 生命很可能誕生於 明古咒晚期 或太古咒早期 約40億至25億年前 在格陵蘭島 阿基利亞島的岩石中 科學家發現了至少38億年前 存在生命的證據 而目前發現的 最古老生命形式 是微小的赤鐵礦管 其形成時間估計爲 42.8億年前 關於生命起源的假說包括 早期大氣中的化學作用 熱液噴口 深海環境 甚至是來自宇宙的彗星 生命很可能起源於 早期地球的大氣和海洋環境 但當時的大氣和海洋 與如今截然不同 早期大氣不含氧氣 卻富含甲烷 二氧化碳 硫核 氮化核物 太陽系中部分天體的大氣 至今仍保持這種狀態 在一項實驗中 科學家用密封容器 模擬了地球早期大氣和閃電環境 發現火花引燃後 形成了氨基酸 蛋白質的基本組成單位 起源於深海的生命 可能無需光合作用便能生存 依靠一種名爲化能合成作用的生物過程 原始生命並非利用太陽能 而是從地球內部 獲取熱量作爲能量來源 此外 生命也可能最初起源於太空 隨後通過彗星或其他天體帶到地球 研究人員已在隕石和彗星中發現了氨基酸 這一觀點令人振奮 意味着宇宙中其他地方 存在生命的可能性極大 地球歷經多次變遷 與最初的形態相比 發生了巨大轉變 生命如何從無到有 仍是一個重大的科學謎題 但我們目前推測 地球生命起源於約38億年前 讓我們回到最初 開啓一場時光之旅 地球並非一直存在 也並非始終適宜生命生存 約46億年前 太陽系還只是一片 名爲太陽星雲的塵埃氣體雲 大約45億年前 太陽系才形成如今的格局 地球的岩石核心最先形成 重元素相互碰撞並結合 密度較大的物質 沉入原始地球中心 密度較小的物質 則構成了地殼 地球在形成過程中 曾遭受一次巨大撞擊 部分物質被拋射至太空 最終形成了月球 月球隨後開始 圍繞年輕的地球運行 這一時期被稱爲古太古代 當時月球距離地球極近 可能引發了高達300多米的巨浪 巨峯級別的強風席捲全球 生命的演化歷程就此開啓 那時的地球堪稱地獄 地幔的流動 導致地表巨大岩石板塊運動 板塊碰撞 形成了高大的山脈和火山 火山持續噴發 噴出大量熔岩和氣體 海洋中則形成了礁石 當時的原始地球幾乎沒有大氣層 但隨着地球冷卻 引力捕獲了火山噴發釋放的氣體 與此同時 大量彗星和小行星的撞擊 爲地球帶來了水資源 地球能孕育生命 除了水資源 還有一個關鍵因素 與恆星太陽的距離 地球處於宜居帶內 距離太陽不遠不近 使得液態水能夠在地表存在 在生命出現之前 太陽輻射 便是地球的主要能量來源 如今依然如此 早期地球幾乎沒有氧氣 據推測 太陽能爲簡單有機分子 向複雜分子的轉化提供了動力 這些複雜分子 最終成爲了生命的基礎 生命可能起源於深海鹼性噴口 且最初以核糖核酸RNA爲基礎 RNA存在於所有活細胞中 而非攜帶遺傳信息 直到蛋白質合成的 脫氧核糖核酸DNA 在這一時期的某個節點 一個共同的祖先 演化出了細菌和骨菌兩大類群 但具體過程仍不明確 數十億年來 微小的微生物和單細胞生物不斷演化 約36億年前開始以甲烷爲食 30億年前出現了病毒存在的證據 不過也有觀點認爲 病毒與生命本身同齡 在地球早期歷史的某個階段 一群名爲藍細菌的微生物 演化出了利用光和水製造能量 並釋放氧氣的能力 地球由此逐漸變得宜居 海洋中的溶解氧導致鐵生鏽並沉入海底 形成了獨特的條帶狀鐵建造 但在約24億至21億年前 這一早期生命循環中 發生了一件既非凡又災難性的事件 藍細菌通過光合作用 產生的有毒廢物氧氣 在大氣中不斷積累 導致豔陽細菌大量死亡 引發了地球史上第一次大規模滅絕事件 即大氧化事件 你可能會疑惑 氧氣爲何會有毒 這是因爲高濃度的氧氣 超出了當時所有微生物和細菌的 天然抗氧化防禦系統的承受範圍 本質上 這些以藻類形式存在的藍細菌自食其果 引發了全球範圍的滅絕 更糟糕的還在後面 約23億年前 受大氧化事件和火山活動減弱的影響 地球陷入冰封 隨着冰層逐漸融化 更多氧氣被間接釋放到大氣中 這一時期被稱爲 新元古代 草履蟲 變形蟲等原生生物開始演化 最早的動物細胞與植物細胞不同 這些細胞以植物爲食 成爲了最早的植食性動物 但在這一時期 地球至少又經歷了兩次冰封 阻礙了演化進程 但生命總能找到出路 真菌 蠕蟲 以及其他小型兩側對稱動物 在這一時期存活並繼續演化 快進到古生代 複雜生命形式開始多樣化 包括魚類 節肢動物 軟體動物 和麂皮動物 植物開始出現在地表 陸生脊椎動物開始在陸地上行走 爬行 與此同時 鯊魚 馬蹄蟹 和海星開始在海洋中繁衍 泥盆紀初期 昆蟲開始出現 蕨類植物成爲常見的陸生植物 無核骨 身披骨甲的史前魚類 頭甲魚 以及螃蟹 大型鯊魚 盲蟎 和銀膠等生物逐漸演化 這一時期 之後是食探季 當時 地球氣候炎熱潮溼 季節變化不明顯 催生了一批奇特的生物 植物覆蓋全球 植物殘骸的有機堆積 形成了地球上最早的煤礦 至今仍被人類開採利用 森林的擴張 使大氣中的氧氣含量 攀升至約35% 這或許就是當時 巨型節肢動物出現的原因 一些動物和昆蟲 可能在水中發育 並通過增大體型 來抵禦高濃度氧氣的影響 其中 最具代表性的 是巨型昆蟲巨脈蜻蜓 它們與現代蜻蜓極爲相似 翼展可達63至68釐米 在當時的天空中隨處可見 科學家發現了一具 保存完好的巨型蜻蜓化石 這隻蜻蜓生活在3.2億年前 翼展達0.75米 此外 還有長達兩米的巨毒蜈蚣 體型龐大的蟑螂 以及一米長的蠍子 兩棲動物開始多樣化 爬行動物演化出 類似現代蜥蜴的形態 憑藉脊椎骨 這些兩棲動物體型也十分龐大 部分爲劣勢性 外形類似現代鱷魚 長有鋒利的牙齒 體長可達近6米 與現代鱷魚和短吻鱷一樣 一些兩棲動物 演化出了厚實的鱗片皮膚 解決了長時間離開水 導致身體脫水的問題 更重要的是 兩棲動物首次演化出羊膜卵 這一轉變意義重大 這些動物從此不再依賴水源生存 石探紀之後 是二疊紀 始於約三億年前 巨恐龍出現 經五千萬年 這一時期 所有大陸聯爲一體 形成了名爲盤古大陸的超級大陸 首批大型直食性和肉食性動物 在這一時期演化出現 其中一些外形類似恐龍 但實際上與哺乳動物 和爬行動物的親緣關係更近 其中一種奇特的生物是一尺龍 體長約五米 背部有巨大的翻撞結構 可能用於調節體溫 二疊紀時期 哺乳動物的祖先逐漸佔據優勢 其中體型最大的是獸恐木 動物 這類動物外形類似巨型熊 牙齒具有不同功能 適用於不同的取食方式 既有直食性 也有肉食性 體型差異巨大 從不足一千克到超過一噸不等 其中全齒獸亞木 動物以爲狗一樣的牙齒 具有社會行爲 化石證據表明 它們可能成群補獵 海洋中具有真正硬骨的魚類開始演化 鯊魚和瑤魚繁榮發展 海綿和珊瑚也廣泛分佈 陸地上 昆蟲演化出特化的口氣 能夠穿刺和吸食 但在約2.52億年前 二疊紀因一場災難性事件突然終結 引發了大規模滅絕 2001年 科學家有了一項令人震驚的發現 一顆與導致恐龍滅絕的小行星 類似的巨型彗星或小行星 在兩億年前 就已滅絕了巨型爬行動物的祖先 科學家得出這一結論的依據是 在探中發現了高比例的 這些分子只能來自太空 據估計 這顆小行星或彗星的直徑 在6至12千米之間 研究人員稱 撞擊釋放的能量 相當於上世紀最大地震的100萬倍 此外 有證據表明 當時西伯利亞和中國地區 發生了規模驚人的火山噴發 火山灰雲層遮蔽了陽光 在超過100萬年的時間裏 300萬立方千米的熔岩噴湧而出 在全球覆蓋了一層10米厚的熔岩 小行星撞擊與火山活動的雙重打擊 讓地球再次淪爲 不適宜生命生存的地方 這一事件被稱爲大滅絕 當時90%的海洋動物 和70%的陸地動物慘遭滅絕 2.52億年前 高溫和低氧的致命組合 給地球上的遠古生命 帶來了沉重打擊 95%的海洋物種 和2%的陸地物種消失 這場災難的嚴重程度 幾乎讓地球生命走向終結 但正如俗語所說 生命總能找到出路 最著名的史前生物 恐龍 即將登上歷史舞臺 如果你喜愛恐龍 那麼請做好準備 我們將帶你瞭解他們的演化歷程 以及他們如何統治地球 長達數百萬年 二疊紀 三疊紀滅絕事件 2.52億年前 標誌着終生代的開始 這一時代 包括三疊紀 侏羅紀和白厄紀 持續了1.86億年 三疊紀時期 盤古大陸 仍是一片廣闊的超級大陸 大部分地區爲炎熱乾燥的沙漠 周圍環繞着名爲 範大陽的巨大海洋 恐龍在三疊紀中 晚期開始演化 提到恐龍 我們腦海中 總會浮現出 雷克斯大王龍 這樣高大威猛 不太沉重的巨獸 但新的研究表明 恐龍及其近親異龍 均起源於體型極小的祖先 這一理論的證據 發現於馬達加斯加 科學家新發現了一種 它們生活在 約2.37億年前 身高僅10釐米 是從鳥豚目 恐龍家族譜系 根部發現的 首批小型動物之一 這一發現具有重要意義 鋼果惡龍所處的小型化事件 是早期鳥角類恐龍的 一種生存策略 它們的牙齒表明 這種小型生物以昆蟲爲食 無需與同類爭奪肉類資源 此外 對這種小型恐龍近親的研究 還表明 後期真正的恐龍 和異龍身上的羽毛 及其他絨毛狀皮膚覆蓋物 可能最初是爲了保護 這些小型恐龍祖先 抵禦三疊紀中晚期的極端氣候 三疊紀標誌着爬行動物的崛起 其中主要是主龍類和獸恐怒 處於未知原因 主龍類擁有淨化優勢 排擠了它們似哺乳的近親 並在三疊紀中晚期 演化出首批真正的恐龍 例如史道龍與埃雷拉龍 恐龍主要分爲兩大分支 犀豚母和鳥豚母 史道龍是犀豚母恐龍的祖先 體長僅91釐米 體重約11千克 腿部修長 奔跑速度快 前爪帶有鋒利的爪子 便於捕捉獵物 埃雷拉龍的演化 比史道龍更爲先進 下頜有關節 頭骨較大 頜部裝備着肉食性動物 特有的鋒利牙齒 體長平均爲3至6米 每隻前爪有5個手指 爪子較爲鈍圓 劍龍是另一種早期真正的恐龍 體長約2米 頭骨長度與骨骨相當 上下頜各有13至14顆鋒利的牙齒 前爪較短 有5個手指 後只修長 奔跑速度快 體重約30千克 儘管體型不大 但對付體型更大的獵物 可能也毫不費力 史道龍 埃雷拉龍和劍龍 都是2.251年前 肉食性恐龍快速演化的典型代表 與此同時 首批植食性恐龍 出現在化石記錄中 皮薩諾龍就是其中之一 體長1米 體重2至9千克 牙齒排列緊密 形成連續的邊緣 便於研磨植物 到三疊紀晚期 至少已有15種不同的恐龍物種 侏羅紀時期 地球氣候從炎熱乾燥 轉變爲溼潤的亞熱帶氣候 蕨類 蘇鐵和真葉樹森林 開始覆蓋全球 空氣溫暖溼潤 吹拂着熱帶微風 這一時期初期 盤古大陸的分裂持續並加速 北部大陸 勞亞古陸分裂爲北美洲和歐亞大陸 南部大陸 鋼瓦那古陸 在侏羅紀中期開始分裂 東部的南極洲 馬達加斯加 印度和澳大利亞 與西部的非洲和南美洲分離 新的海洋淹沒了大陸之間的空隙 海底山脈隆起 導致海平面上升 淹沒了部分大陸 正是這些水資源 造就了溼潤的亞熱帶氣候 沙漠逐漸被綠色覆蓋 蘇鐵類植物和南洋杉 松樹等真葉樹隨處可見 海洋中 生物多樣性豐富 海洋爬行動物 佔據食物鏈頂端 長脖子 奇狀之的蛇頸龍 以及巨型海洋鱷魚 鯊魚 瑤魚 魚龍 類似魷魚的箭矢 懸殼 鸚鵡螺 海綿 蝸牛 珊瑚礁在溫暖的海水中 迅速生長擴張 微小的浮游生物大量繁殖 甚至可能使部分海域呈現紅色 正是在這個時期 恐龍開始留下濃墨重彩的一筆 體型上的巨大飛躍 小型四足 直食性恐龍 逐漸演化成數噸重的巨獸 直食性西角類恐龍 萬龍 身高16米 體長約26米 體重可達25噸 另一種直食性西角類恐龍 樑龍 體長27米 體重在30至50噸之間 這些巨型恐龍的龐大體型 可能足以抵禦當時一種體型粗壯 兩足行走的肉食性恐龍 翼特龍的攻擊 翼特龍體型龐大 體長7至12米 體重近2噸 上下頜各有16顆鋒利的牙齒 與許多中生代肉食性恐龍一樣 翼特龍的牙齒會不斷生長 脫落和替換 且奔跑速度快 模型顯示其食速可達34千米 化石證據表明 翼特龍以劍龍爲食 而這種直食性恐龍 會用帶刺的尾錘反擊 甚至能刺穿翼特龍的骨骼 這或許就是劍龍生存週期較長 一直存活到白惡紀晚期的原因 但隨後出現了新的劣勢者 其兇猛程度不亞於翼特龍 北美洲的雷克斯霸王龍 體長可達12.5米 體重8至10噸 但雷克斯霸王龍 並非唯一的肉食性恐龍 事實上 它的實力 與另外兩種鋒利牙齒的巨獸 不相上下 南美洲的南方巨獸龍 和非洲北部的棘龍 雷克斯霸王龍 依舊是一種兇猛的劣勢者 甚至可以說是不講衛生 專家認爲 其緊密排列的牙齒中 經常殘留着腐爛的 富含細菌的肉塊 這使得它的咬傷具有感染性 最終會導致受傷的獵物死亡 當然 這一過程可能需要數天 甚至數週時間 而另一隻雷克斯霸王龍 可能會坐享其成 科學家對雷克斯霸王龍頭骨的研究表明 其咬合力在1500至5000磅 每平方英寸之間 一口可以咬下 重達225千克的肉 但與翼特龍一樣 雷克斯霸王龍在捕獵時 也會面臨挑戰 它與一些身披鎧甲的直食性恐龍 生活在同一區域和時期 除了雷克斯霸王龍 最具標誌性的恐龍之一 當屬三角龍 意爲三隻腳的臉 所有三角龍都擁有三顆腳的頭骨 兩顆巨大的腳位於眼窩上方 一顆較小的腳位於鼻子上方 最大的三角龍體重約6.5至13噸 體長9米從鼻子到尾巴 肩部高度達3米 三角龍的牙齒排列成齒系 每顆牙齒垂直堆疊成3至5顆的柱狀 這些齒柱排列成排 每排有36至40個齒柱 這意味着 一隻三角龍最多可能擁有800顆牙齒 它的會部狹窄 頜部肌肉發達 能夠研磨堅硬的植物和樹木 三角龍是白厄紀晚期演化出的 最後一批飛鳥類恐龍之一 甲龍是另一種著名的裝甲恐龍 也是最大的甲龍科恐龍 且是該類群中最後存活的物種之一 一直生存到白厄紀末期 甲龍的身體覆蓋着骨板 長有匯合牙齒 頭部後方伸出四根腳 尾巴末端有一個骨錘 用於抵禦掠食者 這一防禦裝備至關重要 因爲甲龍與雷克斯霸王龍等肉食性恐龍 生活在同一時期 白厄紀中期 鳥角類恐龍演化出了著名的鴨嘴龍 或稱鴨嘴恐龍 它們體型龐大 外形奇特 身體低矮 以植物爲食 口鼻不成堅硬的穢狀 用於撕碎植物 據信鴨嘴龍過着群居生活 能夠用兩條腿行走 到了白厄紀晚期 蜥角類恐龍的體型變得更大 你可能認爲 萬龍和樑龍已經足夠巨大 但白厄紀晚期出現的阿根廷龍 可能是地球上有史以來 最大的陸地動物 這種巨獸 體長可達30至40米 體重50至100噸 屬於泰坦龍類 白厄紀時期的優勢類群 與早期蜥角類恐龍 一樣是直食性動物 此外 在恐龍滅絕前2000萬年 還出現了一種奇特的新恐龍類群 後頭龍 或稱骨頭龍 它們的頭骨外形怪異 口鼻部和頭骨底部周圍長有角 這些角可能用於 抵禦最後的大型掠食者 或在同類中展示優勢地位 迄今爲止 人類已發現超過700種不同的恐龍 但由於時間有限 無法在一次介紹中全部涵蓋 有些恐龍生活在較寒冷的地區 白厄紀時期 它們分佈在更靠南的區域 甚至位於南極圈內 當時 這些地區可能有冰雪覆蓋 在長達三個月的極夜冬季 氣溫可能低至零下10攝氏度 這一極地地區 生活着多種恐龍 2014年 科學家發現了一種 小型雷克斯霸王龍 近親的頭骨碎片 和上下頜骨 這種恐龍名爲 科學家認爲 許多恐龍長有羽毛以抵禦惡劣環境 這種小型雷克斯霸王龍近親體長約6米 如今有觀點認爲 所有雷克斯霸王龍物種都長有羽毛 納米龍也不例外 此外 角龍類 鴨嘴龍類 恐龍 以及其他小型帶羽毛的劣勢者 類似鸚鵡的傷齒龍 和小型直食性恐龍 利拉尼納蘇龍等 也生活在這一極地地區 但它們的時代即將結束 人們總是津津樂道 與恐龍滅絕的戲劇性 但從它們長達1.65億年的存活時間來看 它們或許是地球上 有史以來最成功的脊椎動物 事實上 一些恐龍的近親 至今仍生活在地球上 現代鳥類正是帶羽毛恐龍的後代 而你可能會驚訝地發現 鱷魚是鳥類最親近的現存親屬 它們擁有共同的祖先 且是主龍類中僅存的兩個類群 衆所周知 數百萬年前 一顆巨型小行星撞擊地球 導致恐龍滅絕 如今 藉助先進技術 研究人員梳理出了新的時間線 還原了當時的真實場景 甚至推測出了 這顆巨型小行星的來源 地球是否會再次成爲 巨型小行星的目標 我們能否抵禦這種災難 NASA天文學家近期的發現 可能會讓你感到驚訝 甚至震驚 現在 就讓我們一同見證 這場幾乎導致地球生命 徹底滅絕的災難 6500萬年前 一顆巨型小行星 撞擊了墨西哥灣的淺海區域 這場撞擊本身就已極具毀滅性 隨後 又引發了一系列連鎖災難 岩石從天而降 野火四處蔓延 海嘯席捲了遙遠的海岸線 研究人員發現 新生代的第一天 充斥着各種災難 並在美國國家科學院院刊 上公佈了這一混亂之日的新記錄 他們通過 對從西克蘇魯伯隕石坑地球上 最大的撞擊坑之一 新採集的數百英尺沉積岩 進行高分辨率攝影 顯微鏡觀察 計算機斷層掃描成像和磁測量 構建了這一時間線 想象一下 6500萬年前 恐龍統治着地球 你身處北美洲 抬頭仰望夜空 你可能會看到一顆 遙遠的明亮恆星 但如果觀察一兩個小時 你會發現 這個奇特的光點 亮度逐漸增強 卻幾乎沒有移動 事實上 這並非恆星 而是一顆 直徑在11至80千米之間的 巨型小行星 正以72420千米每小時的速度 直奔地球而來 數小時後 小行星穿越地球大氣層 朝着如今的尤卡坦半島撞去 在如此高的速度下 地球大氣層如同水流一般 較小的太空岩石 撞擊大氣層時 就像鵝卵石投入池塘 在高空迅速減速 因與大氣摩擦而燃燒殆盡 只有少數較大的岩石碎片 能夠倖存並落到地面 但希克蘇魯伯小行星 這樣的巨型天體 撞擊大氣層 卻如同巨石投入水坑 它保持着原有速度 僅用三秒就穿越了 整個60英里後的大氣層 小行星呼嘯着掠過中美洲 發出震耳欲聾的音爆 足以震碎全球各地的耳膜 恐龍們可能驚恐萬分 四處逃竄 卻對即將到來的災難一無所知 任何靠近小行星的動物 都會在幾分鐘內被瞬間氣化 事實上 除了海龜和鱷魚 體重超過25千克的四足動物 無一倖免 這顆巨型小行星 下落速度極快 空氣無法及時逃逸 在巨大的壓力下 空氣瞬間被加熱到 數千攝氏度 甚至在小行星撞擊地面之前 超熱空氣就已蒸發了 尤卡坦半島上空的大部分淺海 毫秒之後 小行星穿透剩餘的海水 猛烈撞擊到基岩上 在那一刻 一系列連鎖反應隨之發生 小行星撞擊產生的巨大壓力 使得土壤和岩石 如同流體一般流動 地球表面的這種上下波動 就像有人在游泳池中 做炮彈式跳水 產生的雙重水花 最初向各個方向飛艦 隨後撞擊形成的坑洞反彈 產生二次垂直飛艦 撞擊瞬間 被掀起的地球物質 形成了高達32千米的牆 撞擊坑幾乎穿透了地球地面 當坑洞反彈形成二次飛艦時 地球物質已超過1600千米 每小時的速度上升 高度超過珠穆朗瑪峯 幾分鐘內 這座由碎片構成的山 幾乎完全崩塌 引發了一系列二次爆炸 最終留下了一個較小的凸起 稱爲隕石坑峯環 與此同時 小行星撞擊由卡坦半島的基岩 將一顆750億噸重 速度爲16千米每秒的岩石的動能 瞬間轉化爲灼熱的熱量 西克蘇魯伯小行星 撞擊釋放的能量 約爲一澤塔焦爾300愛焦爾 相當於 十億顆廣島原子彈 爆炸的能量總和 小行星傳遞給土壤 岩石和空氣的動能 使分子被激發到 遠超太陽表面的溫度 熱量剝離了原子中的電子 將空氣電離成一個 擴張的等離子火球 溫度超過一萬攝氏度 裹挾着氣化的岩石 以高超音速向外噴射 被加熱後 迅速膨脹的空氣 地球物質 幾乎瞬間轉化爲氣體的過程 再加上撞擊產生的衝擊波 共同形成了 一個巨大的壓力衝擊波 以超過1600千米 每小時的速度向外擴散 如果這顆小行星 驚天撞擊同一地點 衝擊波會將德克薩斯州的生物 瞬間氣化 讓紐約人失聰 西克蘇魯國小行星的撞擊 如同敲響了地球的喪鐘 地殼中的衝擊波 以4000米每秒的速度 從撞擊區向外輻射 引發了全球範圍內的 斷層滑動地震 即使在地球的另一端 你也能在撞擊後 30分鐘感受到地面震動 撞擊還引發了摩天大樓般 高的海嘯 首批海嘯在一小時內 襲擊了墨西哥灣海岸線 浪高從600英尺到1000英尺不等 約183至305米 衝擊着如今的墨西哥 和美國南部地區 向內陸淹沒了數十英里 海浪甚至暫時逆轉了河流的流向 如同30英尺約9米高的湧潮 沿着河牀逆流而上 海嘯還襲擊了美國東海岸 撞擊後6小時 高達600英尺的巨浪 襲捲了歐洲 非洲和地中海沿岸 15小時內 全球所有海岸線都遭遇了海嘯襲擊 根據當地地形 海水襲捲了沿途的一切 隨後又將其捲回大海 當海水最終退去時 景象已如同世界末日 但更多的災難還在接踵而至 這顆巨型小行星撞擊產生的飛艦物 重達25萬億噸 這些物質被拋射到彈道軌跡上 部分物質的速度超過了地球逃逸速度 擺脫了地球引力 要麼圍繞太陽運行 要麼可能抵達月球 但大部分噴射物在一小時內落回地球 這些類似玻璃的碎片被稱爲波雲石 有些像公交車一樣大 但大多數只有彈珠大小 以160至320千米每小時的速度 不論任何剩餘的恐龍在地球上 無論受驚的恐龍身處地球何處 都會遭遇這場火焰冰雹的襲擊 而這些玻璃子彈 即使沒有直接擊中恐龍 也足以致命 波雲石下落時 與大氣摩擦產生的熱輻射 點燃了全球範圍內的野火 據估計 這些回落的碎片產生的綜合熱量 將地球加熱到類似烤箱烤制模式的溫度 地球上大部分樹木被燒燬 這或許就是爲何 只有在地面築潮的鳥類物種 得以在撞擊中倖存 在少數倖免於難的大型陸地動物中 幾乎所有都擁有躲避高溫的方法 它們要麼像小型哺乳動物 蛇和蜥蜴一樣會打洞 要麼像鱷魚或海龜一樣能逃入水中 即使恐龍身處地球的另一端 也需要找到遮擋物 躲避最初的熱浪衝擊 而恐龍的厄運還未結束 西克蘇魯伯小行星撞擊的區域 恰好富含石油和硫撞擊 釋放了1000億噸氣化硫 和三萬千兆加侖的水稻大氣中 這些物質凝結成巨大的風暴雲 以暴雨的形式回落地面 形成了酸化海洋的酸雨 在高維度地區 席捲大陸的暴風雪 每天帶來數十英尺厚的積雪 但全球範圍的降雨並未持續太久 因爲除了水 西克蘇魯伯小行星的撞擊 還氣化並猛烈噴射出 相當於150個足球場體積的石油 這些石油在平流層 凝結成一層黑色的菸灰 像一層黑漆覆蓋着地球 與硫和野火煙霧不同 這些碳在雲層上方循環 無法隨降雨回落地面 這成爲了另一個嚴重的問題 菸灰層在大氣中停留至少兩至三年 使到達地球表面的陽光減少了90% 最初由回落碎片帶來的烤箱室高溫過後 地球陷入了漫長而深度的冰封期 全球平均氣溫下降了近28攝氏度 當時唯一能避開這場深度冰封的地區 是馬達加斯加 印度和印度尼西亞 這些地區在當時是熱帶島嶼 在全球嚴寒的影響下 蒸發幾乎停止 降雨量下降了80% 除了這些熱帶島嶼 地球上幾乎所有地方都變成了沙漠 這顆巨型小行星來自何方 是否還有另一顆類似的小行星正朝着我們而來 研究人員利用超級計算機 通過已知小行星的數據 研究了小行星的演化歷程 阿維萊布和阿米爾·蘇拉傑團隊提出 西克蘇魯伯小行星 可能起源於奧爾特雲 它可能曾是一顆巨大的彗星 在木星引力的作用下 偏離軌道 被推向太陽附近 隨後分裂成多個碎片 這些碎片可能穿越地球軌道 每2.5億至7.3億年撞擊地球一次 從這項研究來看 地球再次遭遇巨型小行星撞擊 並非是否會發生的問題 而是何時會發生的問題 2021年12月11日 NASA宣佈 一顆名爲4660涅柔斯的 330米長小行星 以65千米每秒的速度 從地球附近掠過 最近距離約爲3800萬千米 你可能覺得這個距離並不近 但它軌道的任何微小偏差 都可能使它在未來直接撞向地球 天文學家正在追蹤這顆 具有潛在危險的小行星 並預測它將在2060年2月14日 將會運行到 距離地球僅1100萬千米的位置 要知道 2013年在俄羅斯 車裏亞賓斯克引發爆炸的小行星 直徑僅爲20米 遺憾的是 目前我們尚無已知的方法 能夠抵禦巨型小行星的撞擊 不過 NASA的雙小行星重定向測試 正嘗試驗證 航天器能否自主導航至目標小行星 並主動與其碰撞 通過動能衝擊改變小行星的軌道 使其偏離與地球的碰撞路線 DA2T任務的目標是迪莫福斯 一顆圍繞迪迪莫斯小行星 運行的衛星小行星 該航天器計劃於2022年9月下旬抵達目標 屆時 迪迪莫斯系統距離地球1100萬千米 不過 據估計 這次碰撞只能使這顆衛星小行星的速度 改變0.1% 要阻止一顆直徑10千米或更大 以超過7.2萬千米每秒的速度衝向地球的小行星 僅靠小型航天器的撞擊遠遠不夠 或許人類需要像電影《世界末日中》那樣 動用核武器 或許你有阻止這場末日災難的好主意 說不定能因此一舉成名 歡迎在評論區分享你的想法 也請持續關注我們 瞭解宇宙中更多令人振奮的故事 感謝收看