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原来,生物灭绝的主要元凶不是小行星撞击,而是二氧化碳

来源:奇闻网 更新时间:2019-03-06 23:14

史上发生的五次生物大灭绝

地球历史上曾发生五次全球性的生物灭绝,所有动物在突然间几乎被除灭尽淨,这就是所谓的“五大灭绝事件”。

依据过往定义,“大灭绝”指的是地球上过半数物种,在一百万年内完全遭到消灭。但现在发现很多例子里,生物灭绝的速度远较此为快。更精细的地质年代学已经把地球历史上,几次最严重的全面浩劫发生时期缩短到数千年,甚至更短期内就灭绝殆尽。要形容这样的事情,更贴切的说法是“哈米吉多顿”[注1]。

在这个阴郁悲戚的兄弟会里头,最着名的成员名唤“白垩纪末大灭绝”。(非鸟类的)恐龙在六千六百万年前灭绝,就是它干的好事。然而,白垩纪末这场祸事只是生命历史最晚近的一次大灭绝;在临近曼哈顿岛的悬崖上,我看到某场火山灾劫留下的石质馀烬,这场灾劫比恐龙之逝还要早一亿三千五百万年,当时的鳄类及全球的珊瑚礁生态系严重受创,世界此后完全不同。

原来,生物灭绝的主要元凶不是小行星撞击,而是二氧化碳

所谓的“大灭绝”,是指一百万年内(或在更短的期间内),地球上超过半数物种完全遭到消灭。图/pxhere

在此之前,还曾发生三次主要大灭绝,但这些更古老的灾难全被“霸王龙(Tyrannosaurus rex)末日”抢尽锋头,在大众想像里几乎总是受到忽视。说来也不无道理,首先,恐龙是化石纪录里负富魅力的角色,是地球历史的天王巨星,钻研更早期那些更不受瞩目时代的古生物学家,都把恐龙鄙为华而不实的特大号怪兽。

因为如此,在媒体分给古生物学的稀少版面上,恐龙就霸占了一大半。更何况,恐龙连灭绝的方式都独具风格,它们生命最后一刻,是因直径六英里的小行星撞击墨西哥而中止的。过去三十年,地质学家搜遍化石纪录,试图寻找其他四场主要大灭绝是遭毁灭性小行星撞击的证据,却总是铩羽而归。

原来,生物灭绝的主要元凶不是小行星撞击,而是二氧化碳

尽管地质学家过去三十年来搜遍了化石纪录,却依旧没有任何证明表示其他四场大灭绝是因毁灭性小行星撞击所致。图/pixabay

谁才是大灭绝真凶?二氧化碳脱颖而出

某些非此领域的天文学家,仍主张小行星周期性撞上地球,是造成过去每一次大灭绝的原因,但这些假设实际上完全得不到化石纪录的支持。事实上,全球浩劫最可靠也最常见的推手,是气候与海洋的剧烈变化,驱动力就是地质力量自身。

过去三亿年来,三场最惨烈的大灭绝都与大陆等级的大规模熔岩流有关,这是超乎人类想像的熔岩喷发,连地球系统[注2]的宏伟机制都会因此故障。地球生命具备适应能力,但能力总有限度;火山有本事把整片大陆彻底翻转,也有本事制造出毁天灭地等级的气候与海洋乱象。这些罕有的天翻地覆大喷发发生时,是地球最最凄惨的时期,火山喷出的二氧化碳灌饱大气,地球化成地狱般的腐烂坟墓,海水也因高温酸化而缺乏氧气。

原来,生物灭绝的主要元凶不是小行星撞击,而是二氧化碳

大规模熔岩流造成过去三亿年中三场最惨烈的大灭绝。图/pxhere

然而,无论火山或小行星,似乎都不必为较早的大灭绝负责任;板块事件[注3]、甚至生物自身,或许才是过度消耗二氧化碳、毒害海洋的元凶。大陆规模的火山活动可能让二氧化碳指数狂飙,但在更早,也可说更为神祕的灭绝事件里,二氧化碳浓度反而大幅减少,地球被囚禁在冰牢中。最常把这颗行星发展进度打乱的,不是其他天体的轰然撞击,而是地球系统窝里反;由此看来,地球的不幸大多都是祸起萧牆。

原来,生物灭绝的主要元凶不是小行星撞击,而是二氧化碳

地球的不幸大多都是祸起萧牆。图/pixabay

幸运的是,打从复杂生命体出现以来,上述这些超级灾变鲜少发生,地球在超过五亿岁月里仅遭殃五次(大约发生于四亿四千五百万年前、三亿七千四百万年前、两亿五千两百万年前、两亿一百万年前,以及六千六百万年前)。但在我们这个世界里,这些往事却荡起令人惊恐的回音──毕竟这个世界正经历数千万年来未有的、甚至是数亿年来未有的剧变。“二氧化碳浓度高的时期,特别是二氧化碳浓度急遽升高的时期,恰巧与大灭绝重合,(此事)很明显,”华盛顿大学古生物学家暨二迭纪末大灭绝专家瓦尔德(Peter Wald)如是说:“就是造成生物灭绝的原因。”

如果人类继续疯狂排碳?然后你就热死了

人类文明很积极在证明,要把埋藏岩石里的巨量碳元素快速释放到大气,超级火山可不是唯一途径。碳与远古生命共同埋存了数亿年,现代人把这些碳挖出来,送进活塞或发电厂,一把火烧尽。这就是现代文明大规模进行物质代谢的方式。

如果我们坚持完成这任务,把能烧的都烧光,犹如人造超级火山般让大气充满碳,那么世界将会变得很热,真的很热,就像过往曾发生的那样。现在最酷热的热浪体验,就将成为普遍状况,而世界许多地方仍然会有更高的热浪,把气温推往未知之境,呈现超越人类生理强韧极限的新威胁。

原来,生物灭绝的主要元凶不是小行星撞击,而是二氧化碳

人类活动正让大气充满碳。图/pixabay

倘若事情果真至此,我们这颗行星会回归远古的某种模样,虽然这在化石纪录里曾数度现形,但我们却对之全然陌生。气温高的时代未必是逆境,在恐龙满天下的白垩纪,大气里二氧化碳浓度高得惊人,地球因此远比现代温暖。只是,一旦气候或海洋化学的改变是突然出现的,就会对生命造成莫大伤害。最糟的情况下,地面上放眼所及,尽毁于这些突发的气候变化造成的结果:

热到足以致命的各大洲内陆、酸化缺氧的海洋,以及横扫全球的大规模死亡。

面对碳循环剧变,把握时间、鉴往而知今

这就是地质学近年来所揭示的事实,也是现代社会最关注的未来隐忧。地球历史上最惨烈的五章,都与碳循环剧变有关;漫长光阴里,这个基本元素在生物体内与地层中(以及这两个储藏库之间)不断游走,但若把碳突然大量注入大气与海洋,会让维系生命的化学过程整个当机。

正因如此,久远之前的大灭绝如今成为学术界备受瞩目的研究课题。写作本书期间,我与许多科学家接触,这些人大部分都不把地球历史的“濒死经验”当成纯粹学术问题,而是想借由鉴往而知今,了解地球这颗行星面对我们正加诸的这些冲击,会如何反应。

原来,生物灭绝的主要元凶不是小行星撞击,而是二氧化碳

图/pixabay

学术界正在进行的这些对话,却显然与大众文化的认知大相迳庭。关于二氧化碳是否为推动气候变化的要角,当前的讨论好像认为两者关联仅限于理论或电脑模型;然而,我们现在进行的实验曾快速把大量二氧化碳排入大气,这种状况事实上已在地质历史中多次重演,从未有善终。

除了各家气候模型一致的可怕预测之外,还有地质史上由二氧化碳造成的气候变化的例证,我们要深以为借镜。这些事件能为现代人面临的危机提供指引甚至诊断,就像胸痛病人告知医生,自己有心脏病史一样。但是,把这个类比拉得太远也会有风险。地球自诞生以来曾呈现多种不同样貌,虽然在某些显见而令人担心的面向上,现今地球及其未来展望,与地球史上一些最骇人的篇章呼应;但在更多方面,我们所面临的生物危机是空前绝后的。

幸好我们仍有时间,纵然人类这物种已证明自己的毁灭性,我们的所作所为还是远不及过往全球灾变的恣意破坏与屠杀。那些是地球历史的死荫幽谷,而人类的墓志铭还不必添上“造成第六次大灭绝”这条血淋淋的控诉;在噩耗多于佳音的世界里,这已经算是好消息了。

译注

  1. 哈米吉多顿(Armageddon)出自圣经〈启示录〉16:16,是世界末日时上帝与恶魔决战的战场,后来引申为“世界末日”之意。

  2. 地球系统(earth system)指地球上互相影响的物理、化学与生化过程。

  3. 板块事件(tectonic events)指地壳构造出现变化。

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