庞然大物恐龙的绝灭，旷世之谜

刘庆生

（中国地质大学，武汉）

    众所周知，古生物学告诉我们，曾经统治地球大陆的庞然大物恐龙大约在6500万年以来似乎神秘地消失了。从世界各地发现的恐龙骨骼化石看，至今地球大陆似乎还没有发现比恐龙体量更大的动物。目前陆地最大的动物大象在恐龙面前也只能是“小弟”。如此庞然大物的恐龙为什么在6500万年后在地球上消失成为了地球古生物界，乃至自然科学界一个旷世之谜，即恐龙绝灭的成因。地球科学与生命科学的学科不确定属性给“恐龙绝灭的成因”披上了神秘的面纱。目前主流的一个观点来自一位诺贝尔物理学奖获得者Luis Walter Alvarez和他的儿子（图1）。

路易斯·阿尔瓦雷茨（Luis Walter Alvarez），世界著名实验物理学家、1968年诺贝尔物理学奖得主是一个兴趣广泛，才华横溢的科学家。他的儿子，小Alvarez是一位古地磁学家，古地磁属于地球物理学中地磁学范畴，所以，小Alvarez应该算是我的小同行。此外，小Alvarez是我香港大学理学院地球科学系老朋友陈龙生教授的研究生导师。陈龙生教授曾任香港大学理学院副院长，1978年香港中文大学地理专业本科毕业后赴美国加州大学伯克利分校师从小Alvarez攻读博山学位研究生。2002年初陈龙生教授曾经邀请我访问香港大学地球科学系一个月（图2），我的文章《我与香港大学教授的交往纪实，2012年12月30日科学网》中提到：“陈龙生教授当年为了感受科学巨匠的学问风范，常常跟随导师小Alvarez到他父亲家，感受老Alvarez教授的学问风范。”老Alvarez除了获得了物理学诺贝尔奖成果外，他还有另外一个科学贡献，就是他和儿子小Alvarez父子俩提出了“小行星撞击说”的恐龙灭绝假说（又名"阿尔瓦雷茨假说"，Alvarez Hypothesis）。他们依据意大利古比奥地区一个K-T（白垩系/三叠系）地层剖面（即6500万年左右）附近岩石中含有高浓度的“铱”（一种稀有金属元素），提出地外行星碰撞地球可能导致“恐龙绝灭”的观点。因为在地球地壳岩石中“铱”元素含量普遍很低，而在地球表面发现的陨石中却检测出高浓度的“铱”含量，因此，他们推测那个地区高“铱”元素含量应该来自地外行星碰撞的结果。当然，关于“恐龙绝灭”成因机制解释存在多种学说和观点，Alvarez父子提出的“行星碰撞说”只是目前主流观点而已。

行星碰撞地球为什么会引起恐龙绝灭呢？具体解释是这样的：一颗直径约10公里的小行星以高速撞击地球，释放的能量相当于数百万亿吨TNT炸药，撞击瞬间引发了巨大海啸、地震和火山。更重要的是，撞击抛射出巨量的硅酸盐尘埃、硫化物和烟尘，这些物质长期停留在大气层中，遮蔽了阳光。阳光被遮蔽导致地球进入“撞击冬天”。最新研究显示，全球平均气温可能骤降15℃，且光合作用在撞击后两年内都无法恢复。这直接导致了全球生态系统的崩溃，植物枯萎，食草动物因食物链断裂而死亡，最终波及整个生态系统。同时期印度德干高原的大规模火山喷发则起到了重要的推波助澜作用。印度德干火山喷发是一个持续了数十万年的“长期施压者”，它缓慢但持续地破坏地球的环境；而小行星撞击则是一个瞬间的“终结者”，它以雷霆万钧之势，给早已不堪重负的生态系统送上了最后、也是最致命的一击。为此，科学家在世界上寻找到若干揣测由天外来客小行星撞击的“陨石坑”。与恐龙绝灭年代相仿的陨石坑当属位于墨西哥尤卡坦半岛发现的直径180公里，形成于6600万年前的希克苏鲁伯陨石坑（图3）。然而，印度德干高原的大规模火山喷发的原因是什么？其中就有人认为，很可能是与某个撞击地球的小行星，也许与希克苏鲁伯陨石相关，导致印度德干高原发生了规模巨大、持续约一百万年的火山喷发，形成了我们今天看到的德干玄武岩，这属于另外一个话题（图4）。

1989年殷鸿福教授（1993年当选中国科学院学部委员，即院士，曾任中国地质大学（武汉）校长）推荐我与丹麦哥本哈根大学地学研究中心古生物学家Hansen教授（后当选丹麦科学院院士）合作，通过古地磁学方法研究恐龙绝灭年代K/T界线。当时Hansen教授在丹麦科学研究委员会和Carlsberg基金会（来自一个酒厂的资金设立）申请到一个项目。为此，我们俩曾经前往我国的恐龙之乡之一的广东韶关南雄的大塘地区开展恐龙绝灭地层界线（即K/T界线）调查（图5）。大塘乡所在地（大塘剖面）以产出恐龙脚印而闻名（图6）。基于我们合作研究，我于1994年5月应Hansen教授邀请访问丹麦哥本哈根大学地学中心，并在哥本哈根大学的波尔物理研究所磁学实验室测试来自大塘地区K/T界线附近岩石的古地磁样品及通过样品磁性特征分析揣测恐龙绝灭的历史环境（图7）。

恐龙绝灭成因除了以上主流观点，历史上科学家们也曾提出过其他假说，如气候变迁说、物种斗争说、甚至疾病流行说等。但这些理论大多因证据不足或无法解释全球性的同步灭绝，而不被主流科学界接受。其实，地球科学领域许多基础研究成果也只是目前科学家的认识，这些认识会随着科学发展被不断更新。以地球内部结构研究成果为例，目前主要还是来地球物理探测手段，然而地球物理解释结果的非唯一性导致地球内部结构的不确定性，这也是地球科学的魅力所在《地球科学的魅力，2014年7月7日科学网》。

部分资料来自网络

2026年3月23日提交科学网