魚類化石研究揭示:導致恐龍滅絕的小行星撞擊地球事件發生在春天

一項新研究稱,導致幾乎所有恐龍死亡的小行星在春天撞擊了地球。一個由阿姆斯特丹自由大學(荷蘭)、烏普薩拉大學(瑞典)、布魯塞爾自由大學(比利時)和歐洲同步輻射光源ESRF(法國)的科學家組成的國際團隊,在分析了剛剛在撞擊后死亡的魚類的遺骸后,確定了隕石墜落到地球上的時間。他們的結果於周三發表在《自然》雜誌上。

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大約6600萬年前,所謂的Chicxulub隕石在今天的墨西哥尤卡坦半島墜入地球,標誌着恐龍的消亡和白堊紀的結束。這次大規模滅絕事件至今仍令科學家感到困惑,因為它是生命史上最具選擇性的滅絕之一:所有非鳥恐龍、翼龍、菊石類和大多數海洋爬行動物都消失了,而哺乳動物、鳥類、鱷魚和海龜卻倖存下來。

來自阿姆斯特丹自由大學、烏普薩拉大學和歐洲研究基金會的一個科學家團隊現在已經闡明了圍繞不同群體的不同滅絕的情況。答案來自於隕石撞擊后瞬間死亡的魚類的骨骼化石。

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當隕石撞擊地球時,它震撼了大陸板塊,並在水體中引起巨大的波浪,如河流和湖泊。這些移動了巨大的沉積物,吞噬了魚類並將其活埋,而撞擊球體在撞擊后不到一小時就從天而降。今天,北達科他州(美國)的Tanis事件沉積物保存了一個生態系統化石,其中包括鱘科魚類,它們是該事件的直接受害者。

這些魚類化石保存得特別好,它們的骨骼幾乎沒有地球化學改變的跡象。來自烏普薩拉大學和阿姆斯特丹自由大學的研究人員以及該出版物的主要作者Melanie During前往現場挖掘這些珍貴的標本。她解釋說:“對我們來說,很明顯,我們需要分析這些化石以獲得關於撞擊時刻的寶貴信息。”

該團隊帶着部分魚類標本和有代表性的骨骼切片來到ESRF,一個能產生世界上最亮的X射線的粒子加速器,並進行了高分辨率同步輻射X射線斷層掃描。

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ESRF是研究這種樣本的完美工具,該設施在過去20年裡在古生物學方面發展了獨特的專業知識。烏普薩拉大學的Sophie Sanchez和ESRF的訪問科學家解釋說:“由於ESRF的數據,我們發現這些骨骼化石記錄了季節性的生長,非常像樹木,每年在骨骼的外面長出一層新的。”

阿姆斯特丹自由大學的高級作者Jeroen van der Lubbe說:“檢索到的生長環不僅記錄了魚類的生活史,而且還記錄了最新的白堊紀的季節性,從而記錄了災難性滅絕發生的季節。”

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X射線掃描還顯示了骨細胞的分佈、形狀和大小,眾所周知,這些細胞也會隨着季節的變化而波動。“在所有研究的魚類中,骨細胞的密度和體積可以在多年內被追蹤到,它們表明是春天、夏天、秋天還是冬天。”烏普薩拉大學的研究員Dennis Voeten說:“我們看到,細胞密度和體積都在上升,但在死亡的那一年還沒有達到頂峰,這意味着生長突然停止發生在春天。”

在進行同步輻射研究的同時,研究小組進行了碳同位素分析,以揭示一條魚的年度進食模式。浮游生物的可用性,即它選擇的獵物,隨季節波動,在夏季達到頂峰。攝取的浮游生物的暫時增加使魚的骨架富含相對於較輕的12C碳同位素的較重的13C碳同位素。“這個不幸的魚類生長記錄中的碳同位素信號證實,捕食季節還沒有達到高潮–死亡在春天到來,”During斷言。

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這些發現將有助於未來對大滅絕的選擇性的研究:在北半球,當時是春天,因此生物的繁殖周期正在開始,只是突然停止。與此同時,南半球是秋天,許多生物可能正在準備過冬。一般來說,被暴露在外面的生物體幾乎立即死亡。因此,那些因為冬眠而躲在山洞或洞穴里的生物更有可能存活到古生物時代。“我們的結果將有助於揭示為什麼大多數恐龍滅絕了,而鳥類和早期哺乳動物卻設法躲過了滅絕,”研究人員總結道。

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