白堊紀物種大滅絕研究：小行星撞地球塵埃蔽日近2年沒光合作用

6600萬年前，一顆小行星撞擊墨西哥尤加丹半島時，消滅全球3/4的物種。研究人員30日揭露，從撞擊地噴射到大氣中的碎石塵埃，嚴重阻礙植物行光合作用，進而引發物種滅絕的連鎖反應，最後結束恐龍主宰地球的時代。

路透社報導，這顆小行星墜落地球後，撞擊區周圍野火四起、一陣天搖地動、空中出現衝擊波、海面掀起滔天巨浪。然而，對許多物種造成致命一擊的是，小行星撞擊後幾年引發的氣候災難，當時天空因為塵埃蔽日而變得昏天暗地，氣溫也直線下降。研究人員統計，小行星撞擊地球揚起的塵埃量達2兆噸，超過聖母峰（Mount Everest）重量的11倍。

美國北達科他州（North Dakota）的古生物遺址塔尼斯（Tanis）保存了小行星撞擊地球的證據，包括大量的塵埃，研究人員根據在此挖出的沉積物進行古氣候模擬。

比利時皇家天文台（Royal Observatory of Belgium）與布魯塞爾自由大學（Vrije Universiteit Brussel）的行星科學家塞內爾（Cem Berk Senel）說，模擬結果顯示，這種細粒塵埃會讓大氣照不到太陽光，從而阻礙植物行光合作用長達兩年，並留在大氣中15年。

先前的研究強調有另兩個因素導致恐龍滅絕，包括小行星撞擊地球後釋放的硫，以及野火延燒產生的煤煙，但這項刊登於《自然地球科學》（Nature Geoscience）期刊的研究指出，塵埃發揮的作用比先前所知的還要大。

這些塵埃為大小約為0.8到8.0微米的矽酸鹽粒子，是小行星在尤加丹半島（Yucatan Peninsula）撞出寬180公里、深20公里的希克蘇魯伯隕石坑（Chicxulub Crater）時，自粉碎的花崗岩與片麻岩噴出的微粒，在全球大氣形成一層雲層，導致地球表面溫度驟降約攝氏15度。

布魯塞爾自由大學行星科學家、研究報告共同執筆人克雷伊（Philippe Claeys）說：「地球進入灰暗的寒冷天氣多年。」當時，地球陷入「撞擊冬季」（impact winter），全球氣溫驟降，陸地、水生植物和其他微生物自無機來源製造食物的初級生產力崩潰，引發物種滅絕的連鎖反應。隨著植物枯萎死去，草食性動物挨餓，肉食性動物沒有獵物可覓食，之後也一一死去。而在海洋領域，微小浮游植物死亡也導致食物網破裂。

比利時皇家天文館行星科學家、研究報告共同執筆人卡拉德金（Özgür Karatekin）說：「小行星撞擊地球後，硫存在地球上約8到9年，但煤煙與矽酸鹽塵埃停留在大氣中約15年。地球擺脫撞擊冬季完全恢復到正常狀態需要更長時間，而氣溫是在約20年後才恢復到撞擊前狀態。」

這顆小行星寬約10到15公里，導致白堊紀災難性地結束。除了鳥類後代外，恐龍與主宰海洋的海洋爬行動物與許多其他物種也都消失了，而最大的受益者是哺乳類動物，哺乳類當時只是生命舞台的小配角，但之後有機會成為主宰地球的要角。

卡拉德金說：「無法在灰暗、寒冷且缺乏食物情況下生存近兩年的生物群可能將遭遇大規模滅絕。能透過種子、生物囊胞形式或躲在洞穴中進入冬眠期的動、植物群，能夠適應廣泛的生活型態，而不是仰賴一種特定的食物來源，因此通常可容易生存，跟小型哺乳類動物一樣。」

如果沒有這場災難，恐龍直到今日仍可能主宰地球。

克雷伊說：「隕石撞擊時，當時恐龍統治地球且過得很好。沒有這場撞擊，我想哺乳類動物－包括我們在內－沒有多大機會可成為這顆星球的主要生物體。」