突破性研究指出导致恐龙灭绝的Chicxulub小行星撞击地球的季节时间

发表在《科学报告》杂志上的这项研究结果，大大增强了追踪地球上生命受损的最初阶段的能力。研究高级作者、FAU查尔斯·E·施密特科学学院地球科学系的兼职教授Robert DePalma；以及研究第二作者，FAU地球科学系的副教授Anton Oleinik博士，为了解导致恐龙灭绝的巨大撞击的能力做出了重大的科学贡献。

DePalma说：“一年中的时间在许多生物功能中起着重要作用，如繁殖、进食策略、宿主与寄生虫的相互作用、季节性休眠和繁殖模式。因此，一个全球规模的灾害的一年中的时间可以在它对生命的影响有多严重方面发挥很大的作用，这并不奇怪。因此，Chicxulub撞击的季节性时间一直是白垩纪末灭绝故事的一个关键问题。直到现在，这个问题的答案仍然不清楚。”

几十年来，人们已经知道灾难性的Chicxulub小行星撞击在6600万年前的尤卡坦半岛。这次撞击引发了地球历史上第三大灭绝，极大地改变了全球生物群落，与当前的全球生态危机直接相关。然而，关于撞击后发生了什么以及这些事件如何导致了地球历史上第三大灭绝的更多细节仍然非常模糊。

这项新研究是一项长期的努力，从2014年开始，科学家通过应用传统和前沿技术的结合，拼凑出一系列线索，使Chicxulub撞击事件的季节得以确定。DePalma检查了北达科他州西南部的Tanis研究地点，这是世界上最详细的白垩纪－古近纪界线（K-Pg界线）遗址之一，以了解大灭绝事件的内部运作。这项研究提供了重要的新数据，同时建立了新的学术桥梁。

“北达科他州的这个独特的遗址曾产生了大量新的和令人兴奋的信息。”Oleinik说：“在该遗址收集的现场数据，经过艰苦的分析工作，为我们提供了新的令人难以置信的详细见解，不仅说明了在白垩纪－古近纪界线发生了什么，而且说明了它究竟是什么时候发生的。多条独立的证据如此清楚地表明了6600万年前小行星撞击地球时的时间，这不禁让人惊讶。科学的伟大之处在于它允许我们从不同的角度和不同的精度来看待看似众所周知的事实和事件，从而推进我们对自然世界的认识和理解。这也证明了地质学和古生物学仍然是一门探索的科学，即使是在21世纪。”

利用辐射测定法、地层学、花粉化石、索引化石和富含铱的粘土覆盖层，研究小组在2019年由DePalma领导的前一项研究中确定，塔尼斯遗址的年代正是白垩纪末期Chicxulub撞击的时间。同一项研究记录了由撞击引发的大量涌水，是造成快速沉积的沉积物帷幕的原因，它锁定了事件的时间，并保存了K-Pg界线唯一已知的撞击导致的脊椎动物大量死亡的组合。这些密密麻麻的植物、动物、树木和小行星喷出物使研究人员有了一个独特的机会来研究K-Pg事件的细节，了解受其影响的生物群以及它们所处的环境。

“化石记录是了解生物对全球范围灾害的反应的关键，否则我们将无法正确应对或应对现代事件，”DePalma说。“化石记录的这种现代效用体现在我们目前似乎正处于另一场全球生物压力事件的临界点上。”

该遗址化石鱼骨中生长线的独特结构和模式，类似于条形码，表明所有被检查的鱼都在春夏生长阶段死亡。对生长线的高科技同位素分析提供了这一点的独立确认，显示了在春夏生长期间也终止的年度振荡。

该团队通过叠加多个额外的证据来进一步支持他们的发现。在斯坦福同步加速器辐射光源 (SSRL) 进行的尖端同步加速器快速扫描 X 射线荧光 (SRS-XRF) 技术部分支持了对幼鱼化石鱼的检查，这提供了一种对矿床进行季节性测年的新方法。

将最年轻的鱼的大小与现代增长率进行比较，使该团队能够预测孵化后的鱼被埋葬的时间。将其与已知的现代产卵季节进行比较，使他们能够推断出塔尼斯矿床所代表的季节性范围——春天到夏天，正如骨头所指示的那样。

“像这样的任何伟大发现的美妙之处在于，这是一个回馈科学界和世界的机会，”DePalma说。“它不仅回答了重要的问题，而且激发了新的思想去前进和实现。”

该站点的研究远未完成，其他即将进行的项目希望能发现有关这段有趣而重要的时间段的更多细节。除了主要研究团队之外，来自其他机构的多名研究人员（不属于主要研究的一部分）已经检查了该站点，并且没有迹象表明这种丰富的协作过程会很快结束。