是什麼導致6600萬年前白堊紀末期的恐龍的滅絕？長期以來，這一直是科學界爭論的話題，許多研究人員已經着手確定是什麼導致了五次大規模滅絕事件，在地質學上瞬間重塑了地球上的生命。一些專家認為，撞向地球的彗星或小行星是最有可能的大規模破壞因素。其他科學家認為，大型火山噴發是滅絕事件的主要原因。
9月12日發表在《美國國家科學院院刊》（PNAS）上的一項由達特茅斯大學科學家領導的新研究報告稱，火山活動似乎是大規模滅絕的關鍵驅動因素。
這些新發現提供了迄今為止最令人信服的定量證據，表明重大火山爆發和物種大規模更替之間的聯繫並非只是巧合。
根據研究人員的說法，五次大規模滅絕中的四次是與一種叫做洪流玄武岩的火山噴發同時發生的。這些噴發在短短的一百萬年內用熔岩淹沒了大片地區，甚至整個大陸。在地質學時間尺度上，這只是一眨眼的時間。它們留下了大量的“指紋”作為證據–大面積的階梯狀火成岩（由噴發的熔岩凝固而成），地質學家稱之為 “大火成岩省”。
要算作“大型”，一個大火成岩省必須包含至少10萬立方公里的岩漿。(一立方公里相當於2640億加侖或40萬個奧林匹克游泳池的體積）。就背景而言，1980年聖海倫火山的噴發涉及不到一立方公里的岩漿。根據研究人員的說法，研究中所代表的大多數火山爆發的岩漿量是這個數字的一百萬倍。
研究小組借鑒了關於地質時間尺度、古生物學和大火成岩省的三個成熟的數據集來研究大規模滅絕和大火成岩省之間的時間聯繫。
“這些大型火山噴發產生的大階梯狀火成岩區似乎在時間上與大規模滅絕和其他重要的氣候和環境事件相一致，”主要作者Theodore Green說，他作為達特茅斯高級獎學金項目的一部分進行了這項研究，現在是普林斯頓大學的一名研究生。
事實上，在今天的西伯利亞，一系列的火山爆發引發了大約2.52億年前最具破壞性的大滅絕事件，向大氣層釋放了巨大的二氧化碳脈衝，幾乎扼殺了所有的生命。西伯利亞地盾是“見證者”，這是一個大面積的火山岩區域，大約有澳大利亞那麼大。
火山噴發也震動了印度次大陸，大約在恐龍大滅絕的時候，形成了今天我們所知道的德干高原。這就像小行星撞擊一樣，會產生深遠的全球影響，使大氣層被塵埃和有毒氣體所覆蓋，使恐龍和其他生物窒息，並在很長的時間範圍內改變氣候。
另一方面，調查人員說，贊成被小行星撞擊消滅的理論取決於奇克蘇魯伯撞擊器，這是一塊太空岩石，在恐龍滅絕的同一時間墜落到墨西哥的尤卡坦半島。
研究共同作者、達特茅斯大學地球科學副教授 Brenhin Keller說：“所有其他試圖解釋是什麼殺死了恐龍的理論，包括火山活動，在發現奇克蘇魯布撞擊坑時都被推翻了。”但他指出，儘管經過幾十年的探索，很少有證據表明與其他大規模滅絕事件相吻合的類似撞擊事件。
在達特茅斯， Green着手尋找一種方法來量化火山爆發和物種滅絕之間的明顯聯繫，並測試這種巧合是否只是偶然，或者是否有證據表明兩者之間存在因果關係。Green與Keller和共同作者Paul Renne（加州大學伯克利分校地球和行星科學的駐校教授和伯克利地質年代學中心主任）合作，招募了達特茅斯發現集群的超級計算機來計算這些數字。
科學家們將洪流玄武岩噴發的最佳估計值與地質學時間尺度中物種急劇消亡的時期進行了比較，包括但不限於五次大滅絕。為了證明這個時間點不僅僅是一個隨機的機會，他們檢查了噴發是否與隨機產生的模式一致，並以1億個這樣的模式重複這一練習。他們發現，與滅絕期的一致性遠遠大於隨機的機會。
Keller說：“雖然很難確定是否某一特定的火山爆發導致了某一特定的大規模滅絕，但我們的結果使我們很難忽視火山活動在滅絕中的作用。如果要在火山洪流玄武岩和大規模滅絕之間找到因果關係，科學家們預計更大的火山爆發將帶來更嚴重的滅絕，但這種相關性尚未被觀察到。”
研究小組沒有考慮噴發的絕對規模，而是按照噴發熔岩的速度來排列火山事件。他們發現，噴發率最高的火山事件確實造成了最大的破壞，產生了更嚴重的滅絕現象，直至大規模滅絕。
“我們的結果表明，很可能在白堊紀第三紀邊界會出現某種程度的大規模滅絕，不管是否有撞擊，現在可以更定量地顯示出來，”Renne說。“存在撞擊的事實無疑使事情變得更糟。”
科學家們也對小行星進行了統計。撞擊與物種更替期的重合性明顯減弱，而且在不考慮奇克蘇魯布撞擊坑的情況下，情況急劇惡化。這表明，其他較小的已知撞擊體並沒有造成重大的物種滅絕。
根據Green的說法，印度德乾地盾的噴發率表明，即使沒有小行星，也已經為廣泛的滅絕創造了條件。他補充說，撞擊是雙重打擊，大聲敲響了恐龍的喪鐘。
Green說，洪流玄武岩噴發在地質記錄中並不常見。上一次規模相當但明顯較小的爆發發生在大約1600萬年前的太平洋西北地區。
“雖然在現代氣候變化中被釋放到大氣中的二氧化碳總量仍然比大型火成岩省的排放量小得多，但值得慶幸的是，” Keller說，“我們排放的速度非常快，這是值得關注的理由。” Green說，二氧化碳的排放與他們研究的對環境有影響的洪流玄武岩的速度相似，令人不舒服。他說，這將氣候變化置於環境災難的歷史時期的框架中。