隕石以「60 度角」撞擊地球,是導致恐龍滅絕的關鍵因素!

隕石撞擊地球的角度,是導致恐龍滅絕的關鍵因素。圖片來源:《自然通訊》期刊

「6500 萬年前,一顆直徑 10 公里的隕石撞地球,將大量岩石拋到平流層,遮蔽陽光,引發長達數年的黑暗與寒冬,最後恐龍滅絕……」這是眾所皆知的科學知識。

然而近日,倫敦帝國理工學院(Imperial College London)的 Gareth Collins 教授發現,造成恐龍滅絕的原因,可不只是「超大隕石撞地球」那麼簡單。隕石撞擊位置、撞擊方向、撞擊角度這三個要素,造就了恐龍滅絕的「完美風暴」。

Collins 將研究發表在《自然通訊》期刊上。

研究論文 傳送門

科學家發現希克蘇魯伯隕石坑的「不對稱結構」

隕石撞擊地球後,留下了直徑約 180 公里的希克蘇魯伯隕石坑(Chicxulub crater)。Collins 是研究該隕石坑的一員,發現了它的的「不對稱結構」。

Collins 用電腦還原 6500 萬年前的情景:

直徑約 10 公里的隕石撞擊地球,瞬間造成 30 公里的大洞,並導致周遭的岩石熔化;接著液態岩石向大洞反彈,在短短幾分鐘內,堆疊出比聖母峰還高的山;但不久之後,這些岩漿就會向四周回流,最後在撞擊坑內部留下永久的環狀山峰。此外,隕石撞擊也會造成地幔結構改變,產生地慢隆起(mantle uplift)的環狀結構。

若隕石是以垂直的角度撞擊地球,那隕石坑中心、環狀山峰中心、地幔隆起中心等三個點會重疊;然而在希克蘇魯伯隕石坑,這三個點並非重疊,而是沿著東北 – 西南方向連成一直線,而隕石坑中心位於環狀山峰中心與地幔隆起中心之間。

這三個中心位置是判斷撞擊方向與撞擊角度的線索。Collins 的研究團隊用電腦模擬,發現隕石從東北方向以 60 度角撞擊時,會造成這樣的地質現象。Collins 表示,如果撞擊角度介於 30 到 45 度間,環狀山峰中心與地幔隆起中心就會位於隕石坑中心的西南側,若撞擊角度是 90 度,這三個中心就會重疊。而 60 度撞擊角度最符合實際地質觀察的結果。

希克蘇魯伯隕石坑的隕石坑中心、環狀山峰中心、地幔隆起中心相對位置。圖片來源:《自然通訊》期刊

隕石撞擊的位置、方向、角度,造就恐龍滅絕的「完美風暴」

造成恐龍滅絕的原因,不僅僅是大型隕石撞擊,而是撞擊位置、撞擊方向與撞擊角度等 3 個因素疊加的結果。

▌撞擊位置:
隕石撞擊點位於猶加敦半島與墨西哥灣,而墨西哥灣下方有大量的硫化沉積物。隕石撞擊同時造成硫化物與海水蒸發,兩者在平流層混合,遮蔽陽光,產生長達數年的寒冬。

▌撞擊方向:
隕石撞擊以東北方向撞擊地面,而撞擊點的含硫岩層厚度剛好向西南方向增加。也就是說,大量硫化物正對著衝擊方向,被撞擊高溫瞬間蒸發。

▌撞擊角度:
隕石以 60 度角撞擊地面,而根據 Collins 的電腦模擬結果,撞擊角度介於 45 到 60 度之間時,會將最多的碎片拋到大氣層。

總結來看,撞擊地點含有大量的硫化物,是導致寒冬與恐龍滅絕的「原罪」;而撞擊方向與撞擊角度則「最大化」硫的噴發量,放大寒冬的強度與延續時間。Collins 教授表示,如果撞擊角度小一點或大一點,對氣候的影響就會減緩許多;參與研究的教授 Sean Gulick 則評論,60 度的撞擊角度是「最慘的角度」。

在一連串的「巧合」之下,造就了恐龍滅絕的「完美風暴」。但宇宙、地球、生命、人類等誕生本來就各種巧合疊加出來的結果,若沒有這顆隕石,若撞擊位置、方向、角度偏差一點,可能恐龍就不會滅絕,哺乳類不會稱霸地球,也輪不到人類來建立文明。面對所處的時空背景與自然環境,人類真的只能用謙卑的心態看待,因為只要偏差了一點,人類就不會出現在這個宇宙裡面。

Collins 教授用電腦模擬隕石撞擊後的地層變化。圖片來源:《自然通訊》期刊

參考資料來源:
1.《Nature Communication》:〈A steeply-inclined trajectory for the Chicxulub impact
2.《BBC》:〈Dinosaur asteroid’s trajectory was ‘perfect storm’
3.《Science Alert》:〈The Dinosaur-Killer Asteroid May Have Hit Earth at ‘Deadliest Possible’ Angle
(本文提供合作夥伴轉載。首圖來源:《自然通訊》期刊

延伸閱讀

地磁正在翻轉?歐洲航太總署:南大西洋磁場在 50 年間衰退 8.3%
橡皮筋伸縮會降溫!中美科學家據此研發「扭熱冰箱」,讓水溫降了 7.7 度
冰塊在兩千度時會變成黑色,太陽系的「超離子冰」居然比地球上的海水還多!

點關鍵字看更多相關文章: