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美国NASA对火星阿尔西亚山的火山口研究发现,这里每隔一百万到三百万年就会有一次熔岩流出,而最后一次火山活动大约在5000万年前,相较于地球,恰好正在早白垩纪的第三纪时期,当时正有大量的恐龙从地球上灭亡。这项研究结果已发表于《地球与行星科学快报》杂志上。

美国国家航空航天局官网3月21日发布消息,称火星火山阿尔西亚·曼斯在其最后一轮活跃期内,每隔100万—300万年就会迸发一次新的熔岩流。最后的火山活动大约在5000万年前就停止了,此时正是以恐龙为代表的地球古生物灭绝的白垩纪时代。

火山或小行星是恐龙灭绝的罪魁祸首吗?

太空殖民计画让地球人的太空探索目标放眼这颗「红火星」,NASA的高达德太空飞行中心针对火星赤道南部的阿尔西亚山的活跃性作分析,他们用火星轨道探测器(Mars Reconnaissance Orbiter,MRO)探测火山喷口的熔岩结构。

位于火星赤道以南的阿尔西亚·曼斯火山已经有数十亿年历史,虽然有关它的生命周期的细节仍在进一步确认中,其最近的火山活动也被认为发生在顶部碗型凹陷处(这里已经确认存在29个火山口),但直到现在,仍然很难明确估计出火山区域何时比较活跃。

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科学家理查森从探测器资料绘制出29个火山熔岩边界,并计算出喷发顺序,此火山的最早的喷发间距离现在约2亿年前,高峰期发生于1.5亿年前;另外还计算出其喷发频率大约100~300万年就有一次熔岩流出,最后一次喷发时间距离现在约5000万年前,地球为早白垩纪第三纪时期,大量的物种正处在灭绝的水深火热当中。目前研究人员透过计算火星上直径有100米以上的「陨石坑」,用来评估当时喷熔岩的年代,藉此可精算火山活动週期与平息时间。

在3月21日于德克萨斯州召开的“月球和行星科学会议”上,NASA戈达德飞行中心博士后研究员雅各布·理查森介绍了最新研究结果,“该地区火山活动高峰发生在大约1.5亿年前,与地球上晚侏罗纪时期重合。最后一个或两个火山口,可能在5000万年前较活跃,此时地球恐龙也消失了”。相关论文发表在《地球和行星科学通讯》上。

小行星/彗星可能在6600万年前重新点燃了印度火山,但它们在火山灭绝中的作用尚不清楚

地球史上最着名的大灭绝就是白垩纪第三纪灭绝事件,先前都认为当时一颗巨大的陨石撞击地球才让生物灭绝,但其实这个理论到现在还有争议。不过,可以确定的是,造成大灭绝的塬因是,大气层的微粒大幅遮蔽阳光,才让水陆的植物衰退,间接影响底层的食物链,数量减少后,间接影响到顶级掠食者,如:暴龙。由于当时存在着大部分的肉食动物,因此幸运存活下来的就是少数的杂食、食虫性、腐食性动物,当时陆地上幸运存活且体积最大的动物就是以腐肉为食的鳄鱼。

www.88807.com,研究团队利用NASA火星侦查轨道仪上的高分辨率相机,获得了火山口内的火山特征成像,从29个火山口中的每一个绘制了熔岩流的边界,确定了地层分层;研究人员还计算了直径至少100米的火山口的数量,估计了熔岩流的年龄。借助新的计算机模型,将上述两类信息组合起来,发现最古老的熔岩流可追溯至2亿年前,最新的则发生在约5000万年前。

根据今天发表在《科学》杂志上的新数据,似乎越来越有可能是6600万年前的一颗小行星或彗星的撞击,重新点燃了距离加勒比海撞击地点半个地球之外的印度的大规模火山爆发但目前还不清楚这两场灾难在多大程度上导致了几乎同时发生的大规模物种灭绝,恐龙和许多其他生命形式在这场灭绝中丧生。

此外,该模型还估算了每个熔岩流的体积通量。理查森解释说:“想象一下,它就像一个缓慢的泄露的岩浆水龙头,阿尔西亚·曼斯活跃高峰期每300万年才产生一个火山口,而地球上类似地区只需要1万年。”

这项研究揭示了地球历史上周期性喷发的巨大熔岩流,以及它们是如何影响大气和改变地球生命进程的。在这项研究中科学家们报告了迄今为止印度火山爆发最精确、最准确的日期。印度火山爆发与白垩纪末期(即所谓的K-Pg界线)的全球灭绝同时发生。这一长达百万年的火山喷发过程在整个印度大陆上喷出了至少500公里的熔岩流,形成了所谓的德干地陷(Deccan trap),淹没了玄武岩,有些地方的玄武岩厚度接近2公里。

业内专家表示,更好地了解火星火山活动何时活跃、为何安静下来非常重要,它能帮助科学家更好地研究这颗红色星球的历史和内部结构。

新的日期也证实了早些时候的估计,即熔岩流持续了大约100万年,但其中包含了一个惊喜:四分之三的熔岩是在撞击之后喷发的。之前的研究表明,大约80%的熔岩在撞击之前就喷发了。如果德干地盾的大部分熔岩是在撞击之前喷发的,那么喷发过程中释放的气体可能是导致白垩纪过去40万年全球变暖的原因。在白垩纪期间,气温平均上升了约8摄氏度。在气候变暖的这段时间里,物种进化出了适应温室条件的物种,结果却面临着来自尘埃的全球降温,或是由撞击或火山造成的气候降温气体。

寒冷的天气可能会让大多数生物永远无法恢复,从化石记录中完全消失:确切地说,是一场大灭绝。但是,如果大多数德干人在撞击后形成了熔岩陷阱,这种情况需要重新考虑。这改变了我们对德坎陷阱在K-Pg灭绝中所扮演角色的看法,要么是德干火山喷发没有发挥作用——我们认为这是不可能的——要么是在喷发的最低音量脉冲期间爆发了大量影响气候的气体。

研究人员说,改变气候的火山气体经常从地下岩浆库中泄漏出来,而不仅仅是在喷发期间,这一假设得到了来自当今火山的证据的支持,比如意大利埃特纳火山和墨西哥波波卡特佩特火山的气体泄漏。即使没有喷发,地下沸腾的岩浆也会将气体输送到大气中。我们认为很有可能很多来自岩浆系统的气体在火山爆发之前就已经存在了;它们不一定与火山爆发有关。在K-Pg灭绝事件中,显著气候变化的症状出现在火山爆发高峰之前。

2013年,他们利用蒙大拿州的岩石,获得了迄今为止最精确的撞击日期。2018年,他们将其更新到66052000年前,大约8000年左右。然后,在2015年,他们从印度的少数样本中确定,在至少一个地点,德干圈闭爆发的峰值发生在那个日期之后的5万年左右,这意味着,在地质时期,这些事件基本上是同时发生的。现在,从覆盖更多德干圈闭的地区采集的岩石样本增加了三倍,研究人员已经确定,在印度大陆的大部分地区,火山爆发的高峰时间是相同的。这支持了该研究小组的假设,即小行星撞击地球引发了超级地震,导致印度火山活动剧烈爆发。印度火山活动几乎直接与撞击地点——加勒比海的希克苏鲁伯陨石坑(Chicxulub crater)——相对。

同时发生的灾难可能给地球上的生命带来了双重打击,但细节尚不清楚。火山爆发会产生大量的气体,但是一些气体,比如二氧化碳和甲烷,会使地球变暖,而另一些气体,比如硫磺气溶胶,则在降温。撞击本身会将尘埃送入大气层,阻挡阳光,使地球降温,但没人知道这种情况会持续多久。撞击和德坎火山活动都能产生类似的环境影响,但它们发生的时间跨度大不相同。因此,要想了解每个因素是如何促成灭绝事件的,评估时机是关键。”

德干圈闭中的哪些气体是在什么时候释放的,这是一个很难回答的问题,因为尽管地球历史上有过无数次玄武岩喷发,但今天并没有发生洪水。最近的一次火山喷发发生在太平洋西北部的哥伦比亚河附近,在经历了40万年的喷发后,距今已经减少了1500万年前。

关于洪水玄武岩的信息匮乏是Renne和Sprain对德干圈闭感兴趣的原因之一。德干圈闭还很年轻,能够包含有关火山喷发顺序、影响和规模的信息,或许还包括火山爆发的原因。这让我们怀疑,我们是否可能看到一些外力机制,比如对德干盆地的冲击,对其他导致火山爆发的玄武岩的冲击,比如哥伦比亚河玄武岩或西伯利亚盆地。附近俯冲带的大地震或岩浆上升造成的压力积聚,会不会释放出洪水玄武岩中的这些主要片段?”

斯宾恩指出,在同一期《科学》杂志上,普林斯顿大学的一个研究小组还将公布与德坎陷井有关的新日期,其中一些与伯克利小组的日期不同。伯克利的研究小组确定了实际熔岩流中斜长石矿物的年代,而普林斯顿的研究小组确定了熔岩流之间沉积物中锆石的年代。她说,由于不清楚锆石从何而来,这些日期只提供了熔岩的最大年龄。

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