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科技信息: 导致大多数大型哺乳动物灭绝的原因

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导致大多数大型哺乳动物灭绝的原因---也被称为大草原----在更新世世界上游荡的哺乳动物,仍具有高度争议和激烈的讨论。在从更新世到全新世10.000年前的过渡过程中,35只哺乳动物和19只鸟属灭绝,在过去的几十年中,提出了许多不同的假说来解释这一事件,从人类过度杀灭到气候变化,更不寻常的是2007年大众媒体在很大程度上公布的一种想法。

2007年春季发表的地球物理研究表明,地球大气层中可能蒸发的外星陨石可能导致了大约13.000年前北美大爆炸和相关人类文化灭绝。这个想法并非都是新的,已经在1990年考古学家威廉姆在密西根州的冰川沉积物中发现,据称是外星人的起源,即使他和核物理学家理查德·雷斯通(RichardFirestone)建议附近的超新星是这些特征的起源。在这一发现火石的基础上,开发了陨石假说作为替代解释,根据他的假设,不仅可以解释大型哺乳动物的灭绝,而且还可以观察到在更新世末期和全新世初期的年轻干燥物的波动。年轻的Dryas是1.500年(12.900-11.600Calb.P.))长期的冷却事件,特别是在欧洲因冰川的推进和植被的转变而得到承认。较年轻的Dryas是一个"怪胎"事件-在以前的冰川阶段,南极洲的冰芯中没有记录末次冰期类似事件的终止。

图1.在格陵兰冰芯中恢复的气候的同位素值显示了12.900年至11.600年前气候逆转的一个明显阶段。这一名为Younger Dryas的时期的突然开始仍然很难理解,更新世结束时大西洋海洋洋流模式的变化的影响是这种突然气候变化的最有可能的触发因素(格陵兰冰芯年代学,2005年,2006年3月发布)。

2009年,“Younger Dryas影响假说”似乎得到了随后发现的进一步支持----不同作者的跨学科论文介绍了北美大陆50多个地点和比利时一个地点的泥炭层中发现的各种沉积学特征,据称与陨石对地球的影响有关。

这些沉积学特征包括:

1)在北美超过50个地点发现了一层不同的富含碳的粘土和淤泥和"黑色垫子"(沉积在湖相环境中的硅藻土),其中9个地点的日期为约13.000年b.p.在一种情况下,该层是Clovis-文化的假象,化石的遗迹仍然是巨大的。作者建议将该层沉积得非常快,因为焚烧植被的结果,这些沉积物覆盖并保存了下面的化石。

2)在两个研究中心存在奇异形式的烟灰,类似于白垩-古基因过渡沉积物中发现的颗粒(与众所周知的Chicxulub-Impact相关)。

(3)矿物如Allanite或Monzanite等矿物含量增加,富含铀和火葬场等元素,与富含碳的层下面的层和化石的放射性增加有关,可能是地球外起源的矿物。

4)镍的浓度增加,尤其是富碳层中的虹彩,是地壳中的一种稀有元素,但在陨石中是常见的。峰可以指示提供足够的该金属沉积在沉积物中的单个大的影响。

5)在薄层中浓缩的金属和碳微球(从Firestoneetal.2007的图)解释为受撞击的陨石和陨石和地壳的再结晶的熔融岩石的残留。

6)具有六方晶结构的碳和纳米金刚石的特定和罕见的改性,这两种矿物在冲击过程中只能在非常高的压力下形成。

7)另一种奇特的碳修饰,如富勒烯或"巴克球",碳的修饰,据推测只能在冲击过程中产生巨大的热量。

8)一些恢复更新的长毛和野牛的更新世骨骼表现出特征,这些特征被解释为爆炸的直接影响,直径为2到3mm,具有燃烧的晕圈的骨中的孔和具有高含量的铁和镍的磁性颗粒渗入骨骼中。

9)为了解释缺乏最引人注目的证据--撞击坑,有人建议陨石在Laurentia冰盖上方或之上爆炸,留下不可见的痕迹。

10)一项建议,将陨石碎片场放置在沿着美国东南海岸的卡罗莱纳湾区域。南卡罗莱纳湾包括数以千计的圆形至椭圆形的凹陷,穿过沿海平原的仍unknown(一些作者建议甚至是产卵鱼类)。

最有趣的结论是年轻干燥的冲击假说:所释放的热量和冲击的冲击波可以通过直接杀死动物和点燃大规模的火暴而在第二时刻通过直接杀死动物和点燃大规模的火暴以及在第二时刻,通过在北美大陆的大部分地区,直接杀死动物和点燃大规模的火暴而导致Clovis-Culture的灭绝。在大西洋中释放的大量淡水引起了缓慢变暖的墨西哥湾流的调节或减速,在1.500年的冷却事件中使缓慢变暖的地球回落。

该假说在大众媒体中受到了积极和广泛的关注,但在2007年5月在美国地球物理联合会大会上的正式演讲中得到地球科学家的混合接待。

在这次会议上,会议提出的具体设想并不是完全新的,并且在2001年和2006年已经出版,甚至在《火石》(Firestone)的书中,然而,北美和大湖区的冰川景观也产生了一些有争议的影响,作为影响的直接结果。

也只关注2007年发表的研究,很快就会引起一些问题。例如,用于确定一些最引人注目的影响证据,如纳米钻石的方法受到质疑,因为分析的结果也可由其他、更多人的材料解释。

更重要的是-影响假说只能解释美洲大陆在很短的时间内,也许在几十年或几百年内发生的局部衰退和灭绝事件。然而,过时的化石似乎不支持一个独特的和突然的灭绝,如这个和许多其他灾难论者的假设。在UGAN&BYERS于2007年发表的一项调查中,欧洲和西伯利亚的4.532个考古遗址和欧洲、西伯利亚和北美的1.177个猛犸和乳齿象遗骸的年代分布在45.000至12.000年之间。作者估计了单个物种种群的发展,并得出结论认为,在很长一段时间内,个体数量有增加和减少的阶段。例如,猛犸象在大约16000至15500年前达到最大人口,在这一阶段之后,14.500至13.500年前缓慢下降,但孤立的人口在岛屿和亚洲北部地区生存,甚至直到历史时期。

除这些一般批评人士外,Pinterest等人在2011年发表了一篇论文,其重点是在2007年和随后的几年中提出的单一证据,并得出结论认为,大多数索赔不能被再现,少数重现的证据并不明确地与陨石的影响有关:

1)富含有机物的沉积物不是野火的必需产物;像沼泽一样的共同沉积环境也能产生带有encoded植物的厚层。Hayes2007审查"黑色垫子"还表明,由于气候从潮湿到干燥条件的变化,该层是由于沉积环境的变化造成的。

一些被提议的与撞击有关的暗层,据说富含有机物,导致甚至不是由有机残留物而是由矿物着色。今天,没有明确的证据表明这些层与任何野火或撞击有关。

2)仅在两个地点报告了烟灰,并且作为证据,这种罕见的发现并不引人注目;另外,煤烟不仅与火暴有关,而且仅仅涉及野火,而这并不完全与影响有关。

3)放射性或存在放射性矿物的峰值不知道来自其他冲击或假定的冲击沉积物,也没有物理解释,为什么在冲击后放射性应增加,但是成岩过程可以将特定矿物集中在单层,因此推定证据不支持冲击索赔。

(4)铱浓度不是在大块沉积物中测量的,而是在被认为是撞击起源的单一碎片或球粒上测量的,这可能会使地层柱中的表观峰值变暗,因为碎片可能因沉积学过程而变得不均匀分布。除了可能的方法错误外,还有一些矛盾的结果--在一些研究地点,在假定的Dryas间隔中铱的浓度令人惊讶地低--这可能表明,明显的浓度异常可归因于沉积物的成岩变化,铱浓度更有可能来自陆地。然而,最大的问题是,随后的研究未能复制年轻Dryas影响的支持者提出的单一铱峰。

5)一些外星人的碳球是节肢动物的真菌孢子或共同生长物。随后的研究不能在单层中重现球珠的峰值或浓度,但由于在地质时期内发生的行星际空间的共同背景沉积,更有可能解释颗粒在地层柱内分布均匀。

6)假定的纳米金刚石进一步和更详细的研究导致在共同的野火过程中产生的多晶碳聚集体是无定形的,在所研究的沉积物中不能明确地证明特定的碳改性Lonsdaleite的存在。

7)由于原始研究中已经存在方法问题,对Bucyball的存在进行了质疑,后来的调查无法重现结果。尽管富勒烯存在可疑的存在,但是已知少量的这种碳改性可以通过共同的野火产生,因此即使发现了Bucyball,它们并不明确地证明撞击的证据。

8)一些具有假定碎片的骨骼比先前指定的影响日期早了近20000年。在最初的索赔和对拟议来源的怀疑引起的情况下,未对骨骼中的碎片进行重新分析。

这种微小和脆弱的粒子似乎也不可能穿透地球的大气层,并且仍然会对这些坚硬的材料造成影响,就像骨头一样。在替代方案中,所发现的颗粒是更有可能的成岩铁浓度是可能的。

10)在该地区任何存在的地外材料都不支持对Carolina海湾作为碎片场的解释;此外,相关的约会努力表明,这些凹陷可能是在很长的时间间隔内形成的。因此,如果这些特征仍然是神秘的,那么影响起源似乎是最不可能的起源原因。

即使是放射性碳年龄所取得的影响支持者表明,在年龄的这一形成,从6.500到700年前。作者认为,“撞击物是由最近的近地超新星弹射出来的,在这种情况下,碳[被]富集了”,从而改变了沉积物的放射性碳年龄。意识到这种说法的不可能性和问题,卡罗莱纳湾,然而,大多数被拒绝作为证据,即使是大多数的影响支持者。

年轻的Dryas影响假说主要是由与地球科学无关的研究人员采用的,特别是大众媒体,他们致力于各种电视节目的场景-即使有人说一些结果是初步的。这一假设仍在地质界的审查中-例如在伯尔尼举行的IN QUA会议的实际版本中。然而,似乎大多数关于年轻Dryas影响假说的拟议证据到目前为止都不能被其他团队复制,而且如果有证据,就有陆地上的、与影响无关的、可能的解释。

除了在2007年由媒体提出的场景中,还重要的是要记住,每一个新的假设都必须被讨论,而其他科学家所测试的证据--这个阶段对于一般公众来说也许不是那么壮观,但并不那么重要。

书目:

贝克尔(2007):摘要:更新世灭绝事件-是什么引起的?EOSTRANS。AGU,抽象PP41A-03

贝克尔(2007):冰龄影响。MP3(4MB)。(加拿大广播的采访)

消防,R.B.;西部,A.;Kennett,J.P.;BECKER,L.;BUNCH,T.E.等人(2007年):12,900年前的地外影响的证据,导致了大型动物灭绝和年轻的干燥冷却。美国国家科学院学报104(41):1601616021。

Hayes,C.V.(2007年):年轻的Dryas“黑垫”和北美的rancholabean终端。美国国家科学院学报105(18):6520-6525

Kennett,D.J.;Kennett,J.P.;West,A.;West,G.J.;Bunch,T.E.等。(2009):冲击合成的六方金刚石,在较年轻的Dryas边界沉积物中。美国国家科学院学报106(31):12623-12638

Kerr,R.A.(2007):巨大杀手的影响来自地球科学家的混合接收。科学316:1264-1265

克尔,R.A.(2008):行星撞击:巨大的金属层留下钻石电话卡吗?科学323:26

Levy,S.(2006):与泰坦的冲突。生物科学56(4):292-298

Pinterest,N.;Scott,A.C.;Daulton,T.L.;Pooll,A.;Koeberl,C.;Anderson,R.S.;Ishman,S.E.(2011):年轻的DryasImpact假设:安魂曲。地球科学的评论。新闻报刊

Ugan,A.&Byers,D.(2007):在晚更新世期间Probisan和人类放射性碳历史中的地理和时间趋势。第四纪科学评论26:3017-3440

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