白堊紀(jì)-古近紀(jì)滅絕事件(英文名:Cretaceous–Paleogene?消光 event,簡稱K-Pg滅絕或K-Pg事件)是大約發(fā)生在6600萬年前(中生代白堊紀(jì)與新生代第三紀(jì)之間)地球歷史上的生物集群滅絕事件,也是五次大規(guī)模物種滅絕事件之一。由于本次事件導(dǎo)致非鳥類恐龍全部滅絕,為哺乳動(dòng)物和人類的幸存和繁衍提供了契機(jī),故又稱為恐龍滅絕事件、白堊紀(jì)大滅絕事件,舊稱為白堊紀(jì)-第三紀(jì)滅絕事件(簡稱K-T滅絕或K-T事件)。由于國際地質(zhì)科學(xué)聯(lián)合會(huì)國際地層委員會(huì)不再承認(rèn)第三紀(jì)是正式的地質(zhì)年代名稱,而由古近紀(jì)與新近紀(jì)取代,因此該事件最終被稱為白堊紀(jì)-古近紀(jì)滅絕事件。
白堊紀(jì)-古近紀(jì)滅絕事件中,當(dāng)時(shí)地球上大約95%的生物都滅絕了。除了非鳥類恐龍以外,滄龍科、蛇頸龍目、翼龍目、菊石亞綱以及多種植物與無脊椎動(dòng)物也在這次事件中滅絕。哺乳動(dòng)物與鳥類存活下來,成為新生代的優(yōu)勢物種。從演化生物學(xué)視角分析,恐龍并未完全滅絕,其一支后裔通過長期演化形成現(xiàn)代鳥類,因此當(dāng)前生物世界可視為恐龍演化脈絡(luò)的延續(xù)。長期以來,造成此次事件的原因眾說紛紜??茖W(xué)家推測,這次滅絕事件是由一個(gè)或多個(gè)原因所造成。其中,最權(quán)威的觀點(diǎn)是小行星撞擊地球說。1980年,美國人路易斯·阿爾瓦雷斯等人在6500萬年前的地層中發(fā)現(xiàn)了高濃度的銥,而這樣濃度的銥只能在石隕石中找到。于是他們推斷出曾經(jīng)有一個(gè)直徑10千米的小行星撞擊地球,引起了一場大爆炸,撞擊產(chǎn)生的隕石坑直徑將超過100千米,揚(yáng)起大量煙塵遮蔽天空,這種情況持續(xù)了幾十年。由于缺少陽光,植物無法光合作用而大量枯萎;食草動(dòng)物因沒有食物大量死亡;肉食動(dòng)物也相繼死去。此后,科學(xué)工作者用了10年的時(shí)間,在墨西哥灣尤卡坦半島的地層中找到了這個(gè)大坑。據(jù)推算,這個(gè)坑的直徑在180千米到300千米之間,年齡約為6505.18萬年。
白堊紀(jì)古近紀(jì)滅絕事件導(dǎo)致物種的大更替。恐龍等生物大量滅絕騰讓出了大量的生態(tài)位,為哺乳動(dòng)物的分支進(jìn)化鋪平了道路,間接促進(jìn)了人類的出現(xiàn)。
事件背景
6600萬前的白堊紀(jì)晚期,地球發(fā)生了非常大的變化:海洋面積越來越小,陸地面積隨之不斷增大;地球上的板塊不斷運(yùn)動(dòng),各個(gè)大洲的形狀已經(jīng)和今天非常相似;火山頻繁爆發(fā),地球溫度不斷升高;被子植物門發(fā)展迅速,逐漸取代了裸子植物的地位等等??铸堃呀?jīng)統(tǒng)治了地球一億多年。
事件過程
大約6600萬年前,地球曾發(fā)生過一次巨大的災(zāi)難,最終導(dǎo)致恐龍和大量其他動(dòng)植物滅絕,這在古生物學(xué)上是一個(gè)謎。人們?cè)谏?a href="/hebeideji/7210674490820821049.html">白堊紀(jì)的地層里挖掘到了恐龍等生物的化石。
截至2025年9月,關(guān)于白堊紀(jì)大滅絕事件的持續(xù)時(shí)間,學(xué)界提出了多種即時(shí)和長期效應(yīng)的說法,包括大氣擾動(dòng)與全球氣候長期轉(zhuǎn)變、可能由撞擊誘發(fā)的火山活動(dòng)以及最終的全球生態(tài)崩潰。而更瞬時(shí)的效應(yīng),如地震擾動(dòng)、假潮(大型水體中可能產(chǎn)生的諧波)與巨型海嘯的觸發(fā),但真實(shí)情況人們所知仍極為有限,所以滅絕事件的持續(xù)時(shí)長難以測定。
事件結(jié)果
當(dāng)時(shí)地球上大約95%的生物都滅絕了。除了非鳥類恐龍以外,滄龍科、蛇頸龍目、翼龍目、菊石亞綱以及多種植物與無脊椎動(dòng)物,也在這次事件中滅絕。哺乳動(dòng)物與鳥類則存活下來,成為新生代的優(yōu)勢物種。據(jù)估計(jì),幾乎所有體重超過25kg的陸生動(dòng)物都滅絕了。由此可以看出,較大體型的生物雖然在常規(guī)環(huán)境中可能具有一定的選擇優(yōu)勢,但在環(huán)境突然變化的情況下,來不及產(chǎn)生新的適應(yīng)性,生殖周期又較長,反倒容易滅絕。而雜食性、食腐性以及食蟲性生物在此次滅絕事件中得以幸存,很大一部分原因是它們食物的多樣性。白堊紀(jì)晚期幾乎沒有純粹的肉食性和純粹的植食性的哺乳動(dòng)物,哺乳動(dòng)物和鳥類以昆蟲、蚯蚓、蝸牛等小動(dòng)物為食,而這些小動(dòng)物則以死亡的動(dòng)物與植物為食;還有些動(dòng)物以生物的有機(jī)碎屑為生。因此,它們能夠在惡劣的環(huán)境中存活。
判定方法
白堊紀(jì)-古近紀(jì)界線(K-Pg)前后伴隨著德干高原的噴發(fā)以及小行星的的撞擊,全球生物發(fā)生了一次大滅絕事件,最有名的便是非鳥類恐龍的滅絕,這使得K-Pg線附近的古氣候、古生物研究成為國際熱點(diǎn)問題。恐龍(不包含鳥類)等生物的化石僅發(fā)現(xiàn)于K-Pg界線的下層,顯示它們?cè)谶@次滅絕事件發(fā)生時(shí)(或之前)已經(jīng)滅絕。
滅絕模式
滅絕模式不是一個(gè)簡單的模式,即所有物種都在銥異常時(shí)死亡。實(shí)際上,只有少數(shù)動(dòng)物因隕石撞擊滅絕,絕大多數(shù)動(dòng)物在撞擊中幸存下來,也有很多物種早在撞擊前就已滅絕或者減少。簡言之,盡管很多人都聽說過“從天而降的石隕石導(dǎo)致恐龍滅絕”,但化石記錄并不支持這一簡單的假設(shè)。截至2025年9月,在科學(xué)界這個(gè)話題爭論了40多年后仍在繼續(xù),而且沒有任何結(jié)束的跡象。
浮游生物
在海洋世界,有兩類浮游生物可能在撞擊發(fā)生時(shí)就已滅絕(外觀類似變形蟲的有孔蟲和顆石藻),實(shí)際上浮游生物中只有它們受到重創(chuàng)。相比之下,其他三類浮游生物(硅藻類、硅鞭藻類以及變形蟲樣的放射蟲)幾乎沒有受到影響。
自20世紀(jì)30年代以來,已有科學(xué)家在著手研究關(guān)于有孔蟲在K-T界線時(shí)的滅絕狀況。自撞擊事件可能造成白堊紀(jì)末滅絕事件的理論出現(xiàn)后,更多的科學(xué)家投入其中。底棲的有孔蟲類主要以生物有機(jī)碎屑為食,隨者白堊紀(jì)大滅絕事件造成大量海洋生物死亡,眾多的底棲有孔蟲類也跟著滅亡。在海洋生態(tài)圈復(fù)原后,底棲有孔蟲類的食物來源增加,物種形成也跟著增加。
最早自奧陶紀(jì)之后,放射蟲一度消失于化石記錄。但在白堊紀(jì)/古近紀(jì)交界,可以找到少量的放射蟲化石,沒有證據(jù)證明當(dāng)時(shí)放射蟲已遭到大規(guī)模的滅絕。在古新世早期,可能得益于寒冷的氣候,放射蟲在南極洲區(qū)相當(dāng)繁盛。上古新世,有接近46%的硅藻物種繼續(xù)存活。這顯示白堊紀(jì)末的硅藻滅絕程度并不嚴(yán)重,層度僅到種的程度。
海生無脊椎動(dòng)物
化石證據(jù)顯示,在白堊紀(jì)-古近紀(jì)滅絕事件的前后,海生無脊椎動(dòng)物有相當(dāng)大的變化。但同樣因?yàn)榛C據(jù)的缺乏,無法得到真實(shí)的滅絕比例。在K-Pg界線之后,頭足綱、棘皮動(dòng)物、瓣鰓綱的屬數(shù)量明顯減少。
介形綱(介形蟲)是甲殼亞門的一綱,這群小型動(dòng)物在馬斯特里赫特階上層相當(dāng)繁盛,在多個(gè)地區(qū)留下化石紀(jì)錄。一個(gè)針對(duì)介形綱化石的研究,顯示介形綱在古新世時(shí)期的多樣性,低于第三紀(jì)的其他時(shí)期,但研究無法確定介形綱的衰退是在白堊紀(jì)末事件的之前或之后發(fā)生。
在軟體動(dòng)物門頭足綱中,大部分物種在這次滅絕事件中消失,包括箭石目以及高度多樣性、分布廣泛且數(shù)量眾多的菊石亞綱,只有鸚鵡螺亞綱(以現(xiàn)代的鸚鵡螺為代表)與蛸亞綱(演化成現(xiàn)代的章魚、魷魚、十腕總目)存活。研究人員指出鸚鵡螺亞綱產(chǎn)的卵較大、數(shù)量較少,是它們存活下來的重要原因。而桿菊石產(chǎn)的卵數(shù)量眾多、以浮游生物方式生存,因此在白堊紀(jì)大滅絕事件中滅亡。在全球各地的菊石滅亡之后,鸚鵡螺類的外殼開始輻射演化,演化出不同的形狀,構(gòu)造日益復(fù)雜,與昔日的菊石類似。
大多數(shù)海洋無脊椎動(dòng)物(海綿動(dòng)物、珊瑚、海膽、海百合、蛇尾、腕足動(dòng)物和苔蘚蟲)受影響最小或根本不受影響。但具體到珊瑚綱石珊瑚目,在白堊紀(jì)晚期有接近60%的屬消失,沒有存活到古新世。進(jìn)一步的研究顯示,棲息于溫暖、亞熱帶、淺海地區(qū)的珊瑚,有98%的種滅亡;而棲息于較寒冷區(qū)域、透光帶以下、單獨(dú)生長且無法形成珊瑚礁的珊瑚,受到滅絕事件的影響則相對(duì)較小。早在撞擊發(fā)生之前,兩類巨型麗文蛤(盤狀的疊瓦蛤和錐狀的厚殼蛤礁)便已消失,顯然是因?yàn)榈赂苫鹕絿姲l(fā)的氣體對(duì)海洋的影響。其他軟體動(dòng)物門中,35%的腹足綱、55%的蛤和牡蠣科遭滅絕。但種種研究表明,它們是在白堊紀(jì)末期逐漸滅絕的。
陸地?zé)o脊椎動(dòng)物
在北美洲的14個(gè)地點(diǎn),被子植物門化石被用來研究昆蟲的多樣性變化與滅絕比例。研究人員發(fā)現(xiàn),在K-Pg界線前的白堊紀(jì)地層,有豐富的植物,昆蟲很多樣化。在古新世早期(約滅絕事件后170萬年),植物群仍相當(dāng)多樣化,來自昆蟲的采食則較少。
魚類
在K-Pg界線的上下地層,有大量的有頜魚類化石,可供科學(xué)家研究這些海生脊椎動(dòng)物的滅絕模式?,F(xiàn)代魚類世界主要由軟骨魚綱(45科846種)和真骨魚支系(輻鰭魚綱)(426科23637種)主導(dǎo)。在K-T界線魚類滅絕模式中具有顯著意義的僅有軟骨魚與真骨魚。軟骨魚綱45科中,滅絕的7個(gè)科(多尖齒鯊科、弓鮫科、砂齒鯊目科、硬吻鰩科、菱形齒鰩科、高鰭鰩科、副古蝙蝠魚科)均屬單系群,屬真實(shí)滅絕事件。換言之,83.3%的軟骨魚科級(jí)單元在KT Rolster事件中幸存。真骨魚中,有4個(gè)滅絕科(龍齒魚科、魚鰭魚科、白堊鰭魚科、匕首魚科)涉及8屬13種,均屬單系群,為真實(shí)滅絕事件。因此,約90%的真骨魚科級(jí)單元幸存,無證據(jù)支持K-T界線存在板鰓亞綱大滅絕事件。
兩棲動(dòng)物
兩棲動(dòng)物在K-T界線未出現(xiàn)滅絕證據(jù),且有明確譜系證據(jù)表明其未受該事件影響,大多數(shù)成員都活了下來。任何認(rèn)為尤卡坦半島石膏層受到撞擊而產(chǎn)生大量硫酸雨的極端假設(shè)都忽略了一個(gè)事實(shí):由于兩棲動(dòng)物的皮膚多孔,少量酸就能摧毀它們。即使在今天,現(xiàn)代酸雨導(dǎo)致的酸度的微小變化也會(huì)對(duì)蛙類和蛛螈造成嚴(yán)重傷害。
青蛙已知物種超過3500種,分布于除格陵蘭和南極洲外的各大洲?,F(xiàn)存科級(jí)單元21個(gè),已滅絕科2個(gè)。在這23個(gè)科中,7個(gè)科的化石記錄跨越K-T界線;7個(gè)科僅有K-T界線后化石記錄;8個(gè)科無任何化石記錄;僅有一個(gè)科可能代表白堊紀(jì)滅絕事件,但其最晚記錄遠(yuǎn)早于K-T界線,且該科可能僅是基于非支序分類原則提升為科級(jí)的單屬類群。
哺乳動(dòng)物
主流哺乳動(dòng)物從負(fù)鼠等有袋類變成古新世占主導(dǎo)地位的真獸下綱哺乳動(dòng)物,但總體上多樣性幾乎沒有下降。這種類似松鼠的卵生多瘤齒獸目在中國消失了,但在北美仍有存活。
所有白堊紀(jì)的哺乳動(dòng)物主要族系,包括卵生的單孔目、多瘤齒獸目、有袋下綱、真獸下綱、磔齒獸總科(Dryolestoidea,原始的獸亞綱)、以及岡瓦那獸亞目(Gondwanatheria,屬異獸亞綱),都在白堊紀(jì)-古近紀(jì)滅絕事件中存活了下來,但都遭受重大損失。生存在北美洲與亞洲的原始有袋類三角齒獸超科(Deltatheroida)遭到絕種。在北美洲的海爾河組,10種多瘤齒獸目中有至少一半成員,以及11種有袋類,都遭到滅亡。在白堊紀(jì)-古近紀(jì)滅絕事件的前3000萬年,哺乳動(dòng)物開始多樣化。白堊紀(jì)-古近紀(jì)滅絕事件阻礙了哺乳動(dòng)物的進(jìn)一步多樣化。
研究表明,盡管一些早期哺乳動(dòng)物可能受益于恐龍的滅絕,但許多哺乳動(dòng)物處于與現(xiàn)代哺乳動(dòng)物親緣關(guān)系不近的進(jìn)化樹分支上,并且很早就滅絕了。該研究還指出,靈長目、嚙齒動(dòng)物和有蹄類動(dòng)物等現(xiàn)代哺乳動(dòng)物物種直到很久以后,即白堊紀(jì)古近紀(jì)滅絕事件發(fā)生至少1000萬至1500萬年之后,才開始分化(多樣化)。這段分化時(shí)期大約在5000萬至5500萬年前,代表了始新世時(shí)期的開始。
主龍類
主龍類演化支包含鱷形目、翼龍、恐龍與鳥類。在馬斯特里赫特期時(shí),翼龍、非鳥類恐龍、反鳥類以及部分鳥臀鳥類支系全部滅絕。鱷類作為唯一的兩棲性主龍類群,亦是科級(jí)單元跨越界線幸存率最高的類群。
鱷目
馬斯特里赫特期存在10個(gè)鱷科中,4個(gè)科:柱齒鱷科、佩羅鱷科、狹臉鱷科與副鱷科于此期絕跡。包魯鱷科可能跨越K-T界線——玻利維亞維拉維拉埃爾莫利諾組的犬齒鱷標(biāo)本提示其存在。該地區(qū)地層原被認(rèn)為屬馬斯特里赫特期,但后來的研究多將其劃為古新世早期。另外5個(gè)科同時(shí)存在于白堊紀(jì)與新生代:甲鱷科(馬斯特里赫特期-古新世晚期)、顫鱷科(馬斯特里赫特期-始新世中期);森林鱷科最晚記錄至亞洲始新世晚期;鼉科與鱷科含現(xiàn)生代表,蒙大拿州蘭斯階-普爾加階記錄證實(shí)鼉亞科兩屬及鱷科在種級(jí)水平跨越界線。除海生-淡水性的森林鱷科外,該類群多為陸生-淡水類型。鱷目的科級(jí)幸存率達(dá)50%,最顯著趨勢是大型鱷類(如北美巨鱷)未存活。
貝里阿斯期起源的神龍翼龍科是馬斯特里赫特期唯一存在的翼龍科。翼手龍類在白堊紀(jì)中期達(dá)多樣性峰值(10科),至馬斯特里赫特期僅存該科。上馬斯特里赫特期記錄兩屬,無新生代翼龍記錄,其滅絕模式呈現(xiàn)為晚白堊紀(jì)的漸進(jìn)衰退。
恐龍
關(guān)于恐龍滅絕的研究文獻(xiàn)數(shù)量,可能遠(yuǎn)超其他任何生物類群。關(guān)于恐龍的滅絕過程分為兩派意見,第一派認(rèn)為在白堊紀(jì)的最后數(shù)百萬年,恐龍的多樣性已出現(xiàn)衰退,第二派則支持白堊紀(jì)末恐龍突然滅絕。不過,恐龍類群數(shù)量在白堊紀(jì)末期無論突然下降還是漸進(jìn)衰退均缺乏統(tǒng)計(jì)學(xué)支持??茖W(xué)家無法在這兩派意見中做出定論。非鳥類恐龍于馬斯特里赫特期滅絕,其多樣性在數(shù)百萬年間持續(xù)衰退,北美地區(qū)最晚期可能出現(xiàn)加速下降。研究表明,這種恐龍自身多樣性的持續(xù)性衰退可能在其滅絕過程中起到輔助作用,降低了恐龍類群的環(huán)境適應(yīng)能力,阻礙了其在小行星撞擊等重大災(zāi)害事件后的恢復(fù)能力。最后未再沉積的化石層位遠(yuǎn)低于標(biāo)志K-T界線的銥異常層,其他大陸的有限數(shù)據(jù)均表明無恐龍存活至古新世。但全球其他地區(qū)的滅絕時(shí)間與模式仍無確證。
鳥類
晚白堊世并存兩大鳥類支系:反鳥類作為優(yōu)勢陸生鳥類,與魚鳥亞綱(包括黃昏鳥目)及衍生現(xiàn)生鳥類的扇尾類共存。反鳥類未延續(xù)至馬斯特里赫特期之后,部分鳥臀鳥類支系同樣絕滅,但無確鑿證據(jù)表明這些滅絕發(fā)生在K-T界線。尤其具齒的黃昏鳥目類群在坎帕期后毫無明確記錄。有證據(jù)表明,大多數(shù)現(xiàn)代鳥類目級(jí)分類單元在白堊紀(jì)結(jié)束前已完成分化,因此成功跨越了K-T界線。
非主龍類爬行動(dòng)物
現(xiàn)生三大爬行動(dòng)物類群:鱷形目、龜鱉目與鱗龍類,均自白堊紀(jì)幸存至今。其中唯有鱗龍類主體為陸生動(dòng)物?,F(xiàn)生鱗龍類分為喙頭目與有鱗目。喙頭目在中生代早期曾是分布廣泛的繁盛類群,但至白堊紀(jì)中期已趨衰落,現(xiàn)僅存新西蘭楔齒蜥一屬。有鱗目(蜥蜴、蛇、蚓蜥)于侏羅紀(jì)輻射演化,在侏羅紀(jì)占據(jù)了許多不同的生態(tài)位,白堊紀(jì)持續(xù)繁盛,成為現(xiàn)生爬行動(dòng)物中物種最豐富、多樣性最高的類群(逾6000現(xiàn)存物種)。
若將鬣蜥科與鬣龍科視為元分類單元,所有現(xiàn)生蜥蜴科級(jí)類群要么已發(fā)現(xiàn)晚白堊世代表物種,要么可通過系統(tǒng)發(fā)育樹推演其存在(如依據(jù)姐妹群證據(jù))。因此所有現(xiàn)生科均屬明確或推斷的白堊紀(jì)幸存者。在馬斯特里赫特期存在的有鱗目爬行綱類群中,僅滄龍科與多棱齒蜥科未在古近紀(jì)早期發(fā)現(xiàn)記錄。
滄龍是白堊紀(jì)晚期(土侖期-馬斯特里赫特期)的大型海生掠食者(最大體長15米),北美證據(jù)表明其存活至馬斯特里赫特期,涵蓋滄龍亞科與褶掌滄龍亞科譜系。這類處于白堊紀(jì)海洋生態(tài)系統(tǒng)頂端的捕食者,對(duì)生態(tài)環(huán)境擾動(dòng)極為敏感,其在白堊紀(jì)晚期的衰退并不意外。多棱齒蜥科分布在北美、中國、蒙古,屬于小類群,雖未跨越K-T界線,但這些食硬質(zhì)食物的蜥蜴在坎帕期達(dá)到多樣性峰值后已顯衰退趨勢。K-T界線時(shí)期完全消失的常見蜥蜴是三個(gè)美洲蜥蜴科物種。結(jié)合多棱齒蜥類在晚白堊紀(jì)的衰退趨勢,這一現(xiàn)象或許更多反映了美洲蜥蜴科自身的演化歷史,而非有鱗目在K-T界線時(shí)期的普遍命運(yùn)。
非主龍類的海生爬行動(dòng)物,包含滄龍科、蛇頸龍目,它們是白堊紀(jì)時(shí)的優(yōu)勢海生掠食動(dòng)物,但在白堊紀(jì)末滅亡。
陸生植物
關(guān)于K-T界線的宏體植物與微體植物記錄,以美國西部研究最為深入,另輔以南極洲的微體植物數(shù)據(jù)。根據(jù)宏體植物數(shù)據(jù)分析,發(fā)現(xiàn)植物更替現(xiàn)象在區(qū)域K-T界線(以銥異常為標(biāo)志)的前、中、后期均有發(fā)生,并將其歸因于四個(gè)反映區(qū)域漸進(jìn)增溫的氣候帶。與宏體記錄相反,美國陸生微體植物記錄特征為:上白堊統(tǒng)孢粉形態(tài)類群在銥異常層位突然消失;銥層之上出現(xiàn)短期蕨類豐度峰值(蕨類尖峰);達(dá)寧期孢粉類群逐步出現(xiàn)。此類孢粉更替模式表明北美特有被子植物門類群可能受K-Pg事件沖擊最嚴(yán)重,裸子植物、蕨類等維管植物與苔蘚植物受影響較小。在南半球的高緯度地區(qū),例如新西蘭與南極洲,植物群的物種并沒有發(fā)生大量消失,但在植物的繁盛狀況則有短期、劇烈的變化。在北美洲,有接近57%的植物物種滅亡。
基于大量研究數(shù)據(jù),K-T界線地層存在獨(dú)特的孢粉學(xué)滅絕層位:該層位與化學(xué)標(biāo)志層重合,且通常上覆富含蕨類孢子的巖層。在新西蘭剖面的晚白堊世多樣化孢粉植物群與早古新世低多樣性蕨類主導(dǎo)組合之間,發(fā)現(xiàn)了真菌含量暴增層。該真菌層與標(biāo)志滅絕事件的銥異常層完全重合。這表明,由于白堊紀(jì)大滅絕事件,對(duì)植物群造成整體性的破壞,當(dāng)時(shí)的腐生生物大量激增,例如真菌,這些生物不需依靠光合作用,而是通過分解死亡植物獲得營養(yǎng)。真菌的繁盛只持續(xù)了數(shù)年,當(dāng)大氣層恢復(fù)正常后,光合作用植物(例如蕨類)開始再度生長。
今天絕大多數(shù)的被子植物科都存在于K-Pg事件之前,包括蘭花、木蘭和薄荷的祖先在內(nèi)的物種都曾與恐龍同時(shí)生活在地球上。K-Pg事件發(fā)生后,地球上的大多數(shù)物種滅絕,被子植物門占據(jù)優(yōu)勢地位。
重要爭議
對(duì)于白堊紀(jì)-古近紀(jì)大滅絕事件,古生物學(xué)家都試圖揭開這個(gè)謎,他們提出了各種各樣的解釋。
隕星撞擊說
長期以來,最權(quán)威的觀點(diǎn)是小行星撞擊地球造成恐龍滅絕,這個(gè)觀點(diǎn)并不是主觀臆測,而是有大量證據(jù)的。
1980年,美國科學(xué)家路易斯·阿爾瓦雷斯和兒子沃爾特·阿爾瓦雷斯等人在6500萬年前的地層中發(fā)現(xiàn)了高濃度的銥,其含量超過正常含量幾十甚至數(shù)百倍。這樣濃度的銥在石隕石中可以找到。因此,科學(xué)家們就把它與恐龍滅絕聯(lián)系起來了。根據(jù)銥的含量還推算出撞擊物體是相當(dāng)于直徑10千米的一顆小行星。這么大的隕石撞擊地球,絕對(duì)是一次無與倫比的打擊,以地震的強(qiáng)度來計(jì)算,大約是里氏10.0級(jí),而撞擊產(chǎn)生的隕石坑直徑將超過100千米??茖W(xué)工作者用了10年的時(shí)間,在墨西哥灣尤卡坦半島的地層中找到了這個(gè)大坑。據(jù)推算,這個(gè)坑的直徑在180千米到300千米之間,年齡約為6505.18萬年。
小行星墜落在地球表面,引起一場大爆炸,把大量的塵埃拋向大氣層,形成遮天蔽日的塵霧。這種情況持續(xù)了幾十年。缺少了陽光,植物賴以生存的光合作用被破壞了,大批的植物相繼枯萎而死,身軀龐大的食草恐龍每天要消耗成百上千千克植物,它們根本無法適應(yīng)這種突發(fā)事件引起的生活環(huán)境的變異,只有在饑餓的折磨下絕望地倒下;以食草恐龍為食源的頂級(jí)掠食者(例如霸王龍)等食肉恐龍也相繼死去。生物上的一個(gè)時(shí)代就這樣結(jié)束了。
德干火山噴發(fā)說
國外有科學(xué)家在一項(xiàng)研究中發(fā)現(xiàn),恐龍滅絕很可能是因?yàn)?500萬年前的一次火山大爆發(fā)?;鹕奖l(fā)噴射出來的大量有毒氣體,摧毀了恐龍?jiān)诘厍蛏腺囈陨娴纳鷳B(tài)環(huán)境。6500萬年前,形成印度“德干巖群”的一系列火山噴發(fā),向大氣中噴入了大量的硫,這給地球氣候造成了毀滅性影響,大氣溫度曾下降2°C。在分析5.45億年前地球大量物種被扼殺滅絕的歷史事件中,火山噴發(fā)是兩個(gè)主要解釋之一。還有研究人員表示,遠(yuǎn)古時(shí)代有一段時(shí)間地球上的火山非常活躍,火山活動(dòng)本身也許并不能造成恐龍的滅絕。但在火山爆發(fā)的時(shí)候釋放出大量的銥元素,這種元素會(huì)導(dǎo)致恐龍蛋不能孵化出小恐龍,最終導(dǎo)致恐龍的滅絕。科學(xué)家發(fā)現(xiàn)在恐龍大量滅絕的地層里,這種銥元素特別豐富。不過,也有一些科學(xué)家對(duì)火山爆發(fā)所釋放的有毒氣體量進(jìn)行過測量,他們對(duì)火山爆發(fā)的致死能力表示了懷疑。
小彗星撞擊說
美國人K.J.休假設(shè),一顆彗星曾墜落在海洋里,撞擊時(shí)放出的熱量使大氣溫度驟然上升,致使大型動(dòng)物滅絕。彗星釋放出來的氰化物和二氧化碳殺死了浮游生物和海洋中的生物。
馬斯特里赫特期海退說
有明確的證據(jù)顯示,在白堊紀(jì)馬斯特里赫特期發(fā)生大規(guī)模的海退,達(dá)到中生代以來最低的程度。在世界各地的一些馬斯特里赫特期地層,最早的部分是海床,較早的部分是海岸地層,最晚部分則是陸相地層。這些地層沒有因?yàn)樵焐竭\(yùn)動(dòng)而傾斜、折曲的跡象,因此最有可能的解釋是海退。目前沒有海退原因的相關(guān)證據(jù),較為普遍的解釋是中洋脊的活動(dòng)降低,而這些巨大海底山脈隨著自身的重量而緩慢沉降于海底地層中。大規(guī)模海退會(huì)造成大陸架大幅消失,而大陸架是海洋生物最豐富的棲息區(qū)域,因此海退有可能引發(fā)部分海洋生物滅絕;不過相關(guān)研究表明,海平面的變化并不足以導(dǎo)致菊石出現(xiàn)如此嚴(yán)重的滅亡情況。
海平面升降說
有科學(xué)家認(rèn)為不斷變化的海平面是恐龍和進(jìn)化史上其他物種滅絕事件的罪魁禍?zhǔn)住0凑湛茖W(xué)家推算,數(shù)億年前,地球與現(xiàn)在存在很大的差異。那時(shí),歐洲是水深100米的淺海,海洋縱貫美洲中部,里面到處是巨型鯊魚和大型海洋食肉動(dòng)物滄龍。隨著海水逐漸干枯,鯊魚和滄龍就此滅絕。顯然,海平面的升降不僅對(duì)海洋生物產(chǎn)生了巨大沖擊,同時(shí)還影響到陸地動(dòng)物群和植物群。
導(dǎo)致海平面升降的原因:一種解釋是地球構(gòu)造板塊的移動(dòng),另一種解釋則是氣候變化。過去5億年來,冰盾一直在經(jīng)歷形成、發(fā)展、融化和消退的過程。這些氣候變化方面的諸多動(dòng)蕩是由地球繞太陽軌道運(yùn)行的變化所導(dǎo)致的。
致命病毒說
美國科學(xué)家提出了一種新的解釋,稱恐龍滅絕很可能是是由攜帶致命病菌的昆蟲造成??茖W(xué)家們稱,一些昆蟲的出現(xiàn)和進(jìn)化,尤其是所攜帶的新型病菌正是導(dǎo)致恐龍滅絕的最主要元兇。科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了一些保存在琥珀中的昆蟲標(biāo)本。這些可以追溯到恐龍滅絕時(shí)期的昆蟲就是有力的證據(jù)。在一個(gè)昆蟲的內(nèi)臟中發(fā)現(xiàn)了導(dǎo)致利什曼原蟲的病原體,這種病即使在今天也具有很大的殺傷力,可以感染爬行綱和人類。而在另一個(gè)昆蟲的體內(nèi),發(fā)現(xiàn)了導(dǎo)致瘧疾的生物體,時(shí)至今日瘧疾仍可以感染鳥類和蜥蜴。在恐龍糞便中,發(fā)現(xiàn)了線蟲、吸蟲和原生動(dòng)物,這些微生物可以引發(fā)痢疾和其他腹部不適。在白堊紀(jì)晚期,整個(gè)世界氣候溫暖濕潤,這些腸內(nèi)寄生昆蟲、利什曼原蟲、瘧疾、蟲媒病毒和其他病菌就是在吸血昆蟲的作用下開始傳播的。流行疫疾的反復(fù)來襲,緩慢卻不可逆轉(zhuǎn)地導(dǎo)致了恐龍數(shù)量的減少。對(duì)于這些新型而強(qiáng)大的病菌,脊椎動(dòng)物鮮有或者沒有任何先天或后天免疫性,最終,大面積的疾病發(fā)作導(dǎo)致了恐龍的死亡和區(qū)域性滅絕。
恐龍是在成千上萬年甚至上百萬年的時(shí)間中,數(shù)量不斷減少,最終從地球上消失。本次發(fā)現(xiàn)的攜帶新型病菌的昆蟲以及長期以來被子植物門的蔓延,都與所知恐龍滅絕中的所有細(xì)節(jié)完全吻合。
氣候變遷說
6500萬年前,地球氣候陡然變化,氣溫大幅下降,造成大氣含氧量下降,令恐龍無法生存。也有人認(rèn)為,恐龍是變溫動(dòng)物,身上沒有毛或保暖器官,無法適應(yīng)地球氣溫的下降,都被凍死了。
物種斗爭說
恐龍年代末期,最初的小型哺乳類動(dòng)物出現(xiàn)了。這些動(dòng)物屬咽齒類食肉動(dòng)物,可能以恐龍蛋為食。由于這種小型動(dòng)物缺乏天敵,越來越多,最終吃光了恐龍蛋。
大陸漂移說
地質(zhì)學(xué)研究證明,在恐龍生存的年代地球的大陸只有唯一一塊,即“泛古陸”。由于地殼變化,這塊大陸在侏羅紀(jì)發(fā)生的較大的分裂和漂移現(xiàn)象,最終導(dǎo)致環(huán)境和氣候的變化,恐龍因此而滅絕。
地磁變化說
現(xiàn)代生物學(xué)證明,某些生物的死亡與磁場有關(guān)。對(duì)磁場比較敏感的生物,在地球磁場發(fā)生變化的時(shí)候,都可能導(dǎo)致滅絕。由此推論,恐龍的滅絕可能與地球磁場的變化有關(guān)。
被子植物中毒說
恐龍年代末期,地球上的裸子植物逐漸消亡,取而代之的是大量的被子植物,這些植物中含有裸子植物中所沒有的毒素。形體巨大的恐龍食量奇大,攝入被子植物導(dǎo)致體內(nèi)毒素積累過多,終于被毒死了。
酸雨說
白堊紀(jì)末期可能下過強(qiáng)烈的酸雨,使土壤中包括鍶在內(nèi)的微量元素被溶解,恐龍通過飲水和食物直接或間接地?cái)z入鍶,出現(xiàn)急性或慢性中毒,最后一批批死掉了。
造山運(yùn)動(dòng)說
地球在白堊紀(jì)晚期發(fā)生了地質(zhì)上的造山運(yùn)動(dòng)。因?yàn)槠降厣祥L出許多高山,沼澤減少了,氣候也變得不那么濕潤溫暖了。恐龍的呼吸器官不能適應(yīng)干冷干熱的空氣,而且一到冬天,恐龍的食物也沒有了,所以就走上了絕路。
超新星爆發(fā)說
超新星爆發(fā)引起地球氣候發(fā)生強(qiáng)烈變化,溫度驟然升高后又降得很低,也是恐龍滅絕的原因。
繁殖受挫理論
白堊紀(jì)后期,首先,根據(jù)發(fā)現(xiàn)恐龍蛋化石的數(shù)量可推理,當(dāng)時(shí)恐龍生存環(huán)境安然無恙,沒有遭遇小星行撞擊和漫長的寒冷氣候,恐龍繁殖照舊旺盛,才能留下遍野的蛋。否則,遭遇撞擊和極端天氣,恐龍都死亡了,那來的滿山遍野蛋成為化石;其次,恐龍化石數(shù)量與恐龍蛋化石數(shù)量對(duì)比,再與其他生物化石數(shù)量對(duì)比,進(jìn)一步證明恐龍的滅亡非外界因素所致;還有,自身原因?qū)е驴铸垳缃^。卵生動(dòng)物在繁殖過程中,由于離開了母體,失去了極佳的孕育系統(tǒng),錯(cuò)失了胚胎血液供氧機(jī)制,被束縛在殼內(nèi)。依靠原始滲透供氧方式,氧氣很難保證不間斷地到達(dá)蛋殼內(nèi),蛋體積越大孵化越容易失敗,由于缺氧導(dǎo)致鈣骨化,孵化不出恐龍,自行滅亡。
多重原因說
2004年,J. David Archibald與David E. Fastovsky試圖提出一個(gè)結(jié)合多重原因的滅絕理論,包括火山爆發(fā)、海退以及撞擊事件。在這個(gè)理論中,白堊紀(jì)晚期的海退事件,使陸地與海洋生物群落面臨棲息地的改變或消失??铸埵钱?dāng)時(shí)最大的脊椎動(dòng)物,首先受到環(huán)境改變的沖擊,多樣性開始衰退?;鹕奖l(fā)噴出的懸浮粒子,使得全球氣候逐漸冷卻、干旱。最后,撞擊事件導(dǎo)致依賴光合作用的食物鏈崩潰,并沖擊已經(jīng)衰退的陸地食物鏈與海洋食物鏈。多重原因理論與單一原因理論的差別在于,單一原因難以達(dá)成大規(guī)模的滅絕事件,也難以解釋滅絕的模式。
事件影響
包括恐龍?jiān)趦?nèi)的生物大滅絕導(dǎo)致物種的大更替。哺乳動(dòng)物只是小型的,占據(jù)恐龍等生物還沒有占據(jù)的少數(shù)生態(tài)位??铸埖壬锏募簻缃^騰讓出了大量的生態(tài)位,為哺乳動(dòng)物的分支進(jìn)化鋪平了道路,間接促進(jìn)了人類的出現(xiàn)。此外,恐龍滅絕后,茂密森林(包括熱帶雨林)終于出現(xiàn)。在一段時(shí)間內(nèi),地球上再也沒有大型的陸生動(dòng)物。短暫的爬行動(dòng)物時(shí)代再次出現(xiàn)。哺乳動(dòng)物的體型也在迅速增大。到了4000萬年前,一些大型陸地和海洋哺乳動(dòng)物逐漸演化成龐然大物。
相關(guān)證據(jù)
恐龍化石
恐龍(不包含鳥類)等生物的化石僅發(fā)現(xiàn)于K-Pg界線的下層。
植物化石
除了豐富的恐龍化石,植物化石紀(jì)錄可重建出植物物種的大幅減少,成為滅絕事件的證據(jù)。在K-Pg界線以上的地層,花粉化石證實(shí)該時(shí)期的優(yōu)勢植物是被子植物門;在交界處的地層,花粉化石很少,主要是蕨葉化石。從K-Pg界線往上層探索,可以看出花粉化石的數(shù)量逐漸增多。研究者認(rèn)為,植食性恐龍等大型食草動(dòng)物的消失、土壤養(yǎng)分變化以及選擇性滅絕共同促成了這一變革。
海洋化石
化石記錄的不完整性一直困擾著學(xué)者們確立白堊紀(jì)末期隕石撞擊在晚白堊紀(jì)大規(guī)模滅絕事件中的作用。對(duì)來自歐洲特提斯洋西緣外陸架的最晚白堊紀(jì)宏觀化石進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析表明:(1)在K-Pg界線處或附近存在一次由隕石撞擊引發(fā)的大規(guī)模滅絕事件;(2)白堊紀(jì)晚期,伴隨K-Pg界線前夕的海退事件,有九種菊石亞綱的數(shù)量出現(xiàn)變動(dòng),也可能導(dǎo)致其滅絕;(3)絕大多數(shù)的疊瓦蛤科雙殼動(dòng)物在K-Pg界線前早已逐漸滅亡;(4)大約有六種菊石在這整個(gè)晚白堊紀(jì)期間持續(xù)經(jīng)歷背景滅絕。
最新研究
硅酸鹽粉塵說
2024年,比利時(shí)皇家天文臺(tái)、法語布魯塞爾自由大學(xué)等機(jī)構(gòu)的研究人員通過分析沉積數(shù)據(jù),模擬了古氣候的變化,認(rèn)為硅酸鹽粉塵在觸發(fā)這一危機(jī)中才是恐龍滅絕的主要原因。這些微粒尺寸在0.8至8微米,形成巨大的塵埃云團(tuán)升入平流層,隨后散布全球,遮天蔽日,長期阻礙光合有效輻射。疊加撞擊后形成的含硫氣體和大火燒出的煙塵等物質(zhì)的降溫效應(yīng),可能造成了這一生物大滅絕的災(zāi)難。而模擬數(shù)據(jù)表明,撞擊發(fā)生后硅酸鹽粉塵的噴射量最大,而且這些粉塵和煙塵可以在大氣中懸浮存在15年,相較而言,含硫氣體雖然起初也能遮擋陽光,使地球溫度變冷,但其沉降速度快,在大氣中只停留近8年。由此綜合來看,??颂K魯伯撞擊后可能通過對(duì)大氣長達(dá)15年的干擾而對(duì)當(dāng)時(shí)的氣候造成影響。更為致命的是,受大量粉塵的影響,光合作用的恢復(fù)也需要大約兩年。在此期間,暗無天日的陰冷環(huán)境會(huì)造成食物匱乏,不能長期適應(yīng)這種環(huán)境的物種就可能會(huì)滅絕。
支持德干火山噴發(fā)說
2022年7月18日,中國科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所副研究員李莎、研究員王博、研究員張海春、研究員王啟飛與天津大學(xué)教授陳玖斌、中國地質(zhì)大學(xué)教授萬曉樵等在國際地球科學(xué)知名期刊《地質(zhì)學(xué)》發(fā)表署名文章。他們合作,利用山東省跨越白堊系/古近系界線的兩口鉆井的巖心資料,基于高精度的生物地層學(xué)、古生態(tài)學(xué)和地球化學(xué)方法,詳細(xì)研究了德干火山首次噴發(fā)在東亞的記錄以及湖泊環(huán)境和生物群對(duì)此事件的響應(yīng)。研究結(jié)果為馬斯特里赫特期末期變暖事件與德干火山首次噴發(fā)的耦合關(guān)系提供了強(qiáng)有力的證據(jù),并表明該變暖事件對(duì)湖泊環(huán)境和生物群也造成了明顯的影響。研究結(jié)果表明,德干火山活動(dòng)使地球處于相對(duì)溫暖的氣候條件,而這種變暖可能使全球生物地球化學(xué)循環(huán)更接近于溫室環(huán)境失控的臨界點(diǎn)。這可能是白堊紀(jì)末期大滅絕發(fā)生的背景條件。
支持小行星撞擊說
2021年2月,研究人員在《科學(xué)進(jìn)展》雜志上宣布,他們已經(jīng)將墨西哥尤卡坦半島隕石坑中發(fā)現(xiàn)的小行星塵埃的化學(xué)成分與其他樣本進(jìn)行了匹配,這些樣本的年齡與白堊紀(jì)末期滅絕事件的確切時(shí)間相吻合。當(dāng)小行星在撞擊后基本被蒸發(fā)時(shí),該事件會(huì)引起大量的塵埃和碎片。這些塵埃會(huì)漂浮數(shù)十年,阻擋陽光,既改變了地球的溫度,也極大地影響了植物的生長。當(dāng)地球的部分地區(qū)開始迅速變化,并經(jīng)歷大規(guī)模的植物死亡時(shí),食草動(dòng)物會(huì)受到嚴(yán)重影響。隨著這些動(dòng)物的死亡,食肉動(dòng)物也會(huì)因缺乏食物而最終死亡。
多重打擊說
在破解恐龍滅絕之謎的過程中,印度西海岸靠近孟買的德干高原大規(guī)模火山噴發(fā)也被認(rèn)為導(dǎo)致恐龍的滅絕。但“火山爆發(fā)說”并不能排除小行星的作用。1992年,人們?cè)谟《让腺I沿岸的海水之下發(fā)現(xiàn)一個(gè)疑似隕石坑,它被認(rèn)為是6600萬年前的一顆小行星撞擊而成的,當(dāng)時(shí)處于特提斯洋(即古地中海)??茖W(xué)家以印度教毀滅之神的名字將這個(gè)疑似隕石坑的盆地命名為“濕婆”。它的出現(xiàn)形成了一種看似更合理的觀點(diǎn),即來自火山和小行星的雙重打擊使恐龍毀滅了。
有研究表明,在墨西哥猶卡坦半島的撞擊發(fā)生后,恐龍并未消失,它們繼續(xù)在地球上存活了30萬年。這表明制造了“濕婆隕石坑”的那顆小行星極有可能是在此前造就了“??颂K魯伯隕石坑”的那次撞擊發(fā)生30萬年后才到來的。也就是說,在“??颂K魯伯隕石坑”撞擊發(fā)生后,恐龍雖然受到了沉重的打擊,但它們?nèi)匀辉诘厍蛏洗婊盍?0萬年,接下來的小行星的撞擊才最終導(dǎo)致了恐龍的滅絕。不論是火山說、多重打擊說抑或“隕星雨”說,它們有一個(gè)共同的特點(diǎn)——更傾向于認(rèn)為恐龍滅絕并不是突發(fā)的事件,它們至少遭遇了2次甚至多次的打擊。
文藝影視
參考資料 >
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地球歷史上5次物種大滅絕:終結(jié)恐龍時(shí)代.中國日?qǐng)?bào)網(wǎng).2025-09-26
科學(xué)家再揭秘恐龍滅絕之謎:地球上瘋狂的一次爆炸.新浪科技.2025-09-26
新發(fā)現(xiàn)為小行星撞擊致恐龍滅絕的理論提供重要依據(jù).百家號(hào).2025-09-26
科學(xué)家找到“核冬天”致恐龍滅絕學(xué)說證據(jù).環(huán)球科技.2025-09-22
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Classification of mammals : above the species level.semanticscholar.2025-09-26
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恐龍到底是被誰“滅門”的?有了新證據(jù).nigpas.2025-09-23
鳥類并非由恐龍進(jìn)化而來,它們就是恐龍.中國數(shù)字科技館.2025-09-22
Science:白堊紀(jì)末植物滅絕事件和現(xiàn)代雨林的起源.中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所.2025-09-26
火山活動(dòng)可能為白堊紀(jì)末生物大滅絕背景條件.人民網(wǎng).2025-09-22
侏羅紀(jì)公園 Jurassic Park.豆瓣電影.2025-09-22
恐龍 Dinosaur (2000).豆瓣電影.2025-09-22
恐龍末日 Last Day of the Dinosaurs (2010).豆瓣電影.2025-09-22
《小行星撞地球》.豆瓣電影.2025-09-22
大滅絕時(shí)代.豆瓣讀書.2025-09-22