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恐龙的灭绝源于木星土星的谋杀

时间:2017-10-04 09:40:29 浏览量:
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恐龙是生活在距今大约2亿3500万年至6500万年前的、能以后肢支撑身体直立行走的的一类动物,支配全球陆地生态系统超过1亿6千万年之久。大部分恐龙已经灭绝,但是恐龙的后代——鸟类存活下来,并繁衍至今。恐龙最早出现在约2亿4千万年前的三叠纪,灭亡于约6500万年前的白垩纪所发生的中生代末白垩纪生物大灭绝事件。恐龙最终灭绝于6300万年前的新生代第三纪古新世。

恐龙的灭绝源于木星土星的谋杀恐龙的灭绝源于木星土星的谋杀

看似静悄悄的太阳系,偶尔也会出现行星“发疯”的景像,恐龙灭绝很可能就是这种原因造成的。科学家正在研究太阳系何时再次“精神错乱”。

房间角落里的钟出了大毛病。通常,钟摆都是有节奏地摆来摆去,单调的声音让人昏昏欲睡。

可随着时间的推移,它摆动的幅度越来越大,声音也越来越响。偶尔那么一下子,钟摆好像完全发了狂:先是摇向一侧,然后又向另一侧摇动了两次甚至三次!

有没有这样的钟呢?一个由地质物理学家和数学家组成的研究团队认为:“有!在天上。”法国巴黎高等师范学校和美国洛杉矶加利福尼亚大学的米夏埃尔·吉尔说:“数亿年来,行星一直以发条似的规则性围绕太阳运转,但是某一天,在没有任何警告的情况下,一切都会彻底陷入混乱。”

太阳系发疯并非玩笑

按照通常看法,宇宙是遵守规则的典范。因此,这可是一件完全超乎想像的事情。但这才刚刚开头。吉尔和他的同事、洛杉矶加利福尼亚大学的费伦茨·瓦拉迪及布鲁斯·朗内加认为,太阳系最近一次“发疯”的时间大约在6500万年前。“这看来太像是巧合,”吉尔说。“我们认为,这或许与恐龙的灭绝有关。”

吉尔等人谈论的这种行星发疯的现象被称作“混沌”。混沌是指没有任何规律可循的无常运动。不太严谨地说,混沌系统对初始条件极其敏感,一个老套的比喻是:就好像加勒比海的飓风是远在夏威夷的一只蝴蝶扇动翅膀引起的。

但人们不知道,在太阳系中,最重要的混沌驱动者是木星和土星,因为它们是质量最大的两颗行星。因此,吉尔和同事们在研究行星的混沌运动时就把焦点放在这两颗行星上。其实,木-土系并非本来就是混沌系统。但是,它们会滑向混沌的边缘。因此就存在这样的可能性:某种情况可能使这个系统失去平衡,陷入疯狂。

木星土星“合谋”祸事

吉尔和同事们考虑了这样一种可能性:“某种情况”或许就是太阳光和从太阳吹来的、由亚原子粒子组成的太阳风引发太空压力起伏。

在数亿年的过程中,这两者的合力可能对土星轨道产生明显作用。他们猜测,太阳的可变性或许使土星的“半长径”(土星围绕太阳运转的椭圆轨道周长的某种量度)偏离0.1%。吉尔说:“我们认为,这种情况完全讲得通。”

为了弄清土星半长径的变化会对木-土系产生什么影响,吉尔和同事们使用了“数字太阳系仪”。这是一种特制的计算机,可模拟木星和土星在共同重力作用下的运动。吉尔等人还把木星和土星的公转比值考虑进来。

木星每围绕太阳运转大约5圈,土星则围绕太阳运转大约2圈。如果其公转比是严格的5:2,那么理论上这两颗行星的重力对太阳系中其他天体的共同作用将每10年达到最大值。也就是说,当这两颗行星在太阳同侧并彼此靠近的时候,它们重力的共同作用最大。但是,由于这种5:2的“共振”并不精确,因此这两颗行星实际上每过1000年至2000年才会在太阳同侧排成一条直线。吉尔说:“这意味着木星和土星对太阳系中其他天体的作用每隔1000多年就会达到顶峰。”

利用计算机模拟太阳系演变图景的研究人员此前一直认为,这种影响无足轻重。他们猜测,经过漫长的岁月,木-土系的影响就会“达到平衡”。吉尔说:“但我们有一种直觉,情况并不是这样。”吉尔和同事们在使用数字太阳系仪时考虑了这种影响。他们发现,随着土星半长径的变化,木-土系的运行方式就会一会儿规则,一会儿混乱。他说:“这个系统每隔几千万年就会陷入混乱。”

恐龙遭遇的天文大混沌

吉尔最重要的发现是,多种多样的模拟(在这些模拟中,土星的半长径可以变化)都显示,距今约6500万年以前曾突然出现一次天文大混沌。吉尔说:“这一混乱现象出现的时间与白垩纪和第三世之交达到惊人的吻合——正是在这一时期恐龙灭绝了。”

吉尔说,到目前为止还无法判断这场混沌持续的时间。但是,研究这种混乱现象对太阳系其他天体(特别是小行星)的影响却是可能的。

无数大小各异的小行星在木星和火星之间的轨道上绕着太阳旋转。吉尔和同事们通过计算机模拟发现,木-土系陷入混沌状态时,小行星会受到多种影响。吉尔说:“最重要的影响是,小行星轨道的半长径出现突变,这最终会导致小行星带中的天体向外喷发。”在这些天体中,有些很可能撞入地球。

模拟试验展现出来的情况相当复杂。有些小行星的半长径变化幅度较小,有些则较大。有些小行星的轨道会缩小,有些则会扩大。吉尔说:“很多小行星的运行轨道可能会忽大忽小。”

关键的一点是,那些轨道拉长的天体最终可能会受到其他行星重力的影响而脱离小行星带。“它们从小行星带弹射出去,有些天体的轨道可能与地球轨道相交。”吉尔说,6500万年以前或许就发生了这种情况。“木-土系突然陷入混乱,产生一群轨道与地球轨道相交的小行星。其中一颗撞入中美洲附近的海域,由此产生的冲击使恐龙灭绝。”

下一次危机:公元3000万年

如果吉尔他们是对的,那么恐龙的灭绝就不能完全说是偶然事件。当它们在无忧无虑地生活时,太阳系这个巨大的时钟突然出了毛病。导致恐龙灭绝的事件可能与太阳系的动力学特性密切相关。吉尔说:“它们或许不是唯一的受害者。”

吉尔等人所做的模拟显示,还有一次行星混沌现象大约出现在2.5亿年前。这似乎与二叠纪与三叠纪交接时发生的物种大规模灭绝恰好吻合。吉尔说,对此,他们还不能完全肯定。

根据他们的研究,太阳系在数亿年中静悄悄地发展变化,但偶尔也会做出疯狂的举动。过去发生的情况也可能在未来发生。他们的模拟试验表明,未来还会发生混沌现象。不过吉尔说:“我不会为此睡不着觉。预期的日子是在公元3000万年,所以还有足够的时间从地球上撤走!”

站长点评:因为恐龙的灭绝只有在各种内外界因素共同作用下才会发生,所以这种理论认为恐龙灭绝是一个复杂的过程,单一的原因很难导致恐龙灭绝,恐龙灭绝是多方面造成的。但是无论当时发生了什么,至少有一点是不可否认的,那就是恐龙对所发生的事件无法适应或改变。如果它们能够适应或改变环境,那么,它们还会那么神秘地灭绝吗?

编辑:森罗万象
关键词: 恐龙灭绝
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