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哪些情况会导致灭绝级事件?人类自己最有可能是诱因

2024-01-30科学

如果您看过电【 2012 】或【世界末日】,或者阅读过英国作家 Nevil Shute 的【 On the Beach 】,你就会知道一些可能终结我们所知生命的威胁。太阳可能会发生一些可怕的事情。一颗流星可能会撞击地球。我们可能会把自己炸得灭绝。这些只是众所周知的几个灭绝级事件。还有更多死亡的方式!

什么是灭绝事件?

灭绝级事件( ELE )是一种灾难,导致地球上大部分物种灭绝。它不同于每天发生的物种正常灭绝,也不一定是所有生物体的灭绝。我们可以通过检查岩石的沉积和化学成分、化石记录以及其他天体上的重大事件证据来识别重大灭绝事件。

有数十种现象能够导致大规模灭绝,但可以归类为以下几类:

宇宙事件 大型小行星或彗星撞击、伽马射线暴、超新星爆炸、地球被黑洞吞噬等。

地球内部事件 超级火山喷发、大规模洪水、板块构造的剧烈变化、磁极翻转等。

生物事件 传染病的大爆发、大规模物种入侵、新陈代谢变化导致的海洋缺氧等。

人为事件 核战争、生物武器、全球变暖、资源耗尽等。

1.太阳将毁灭我们

我们所知的生命如果没有太阳,就不会存在。但实话实说,太阳对地球有恶意。即使其他灾难都没有发生,太阳最终会毁灭我们。像太阳这样的恒星随着时间的推移会变得更加明亮,因为它们将氢聚变成氦。 再过十亿年,它将变得约明亮10%。 虽然这可能看起来不重要,但它将导致更多的水蒸发。水是一种温室气体,因此它在大气中捕获热量,导致更多的蒸发。阳光将水分解成氢气和氧气,这些气体最终会逃逸到太空中。如果任何生命能够幸存下来,当太阳进入红巨星阶段,膨胀到火星轨道时,它们也将迎来最终的烈焰毁灭。

除了漫长的衰变,太阳还有随时可能爆发的脾气 ——日冕物质抛射 (CME) 。当太阳将带电粒子从日冕层向外喷射时,就会发生这种事件。 日冕物质抛射 可以将物质喷向任何方向,通常不会直接瞄准地球。有时,只有微小的粒子碎片会到达我们身边,为我们带来极光或太阳风暴。然而,强大的 日冕物质抛射 也可能直接「烤焦」地球。

除了自身发脾气,太阳还有讨厌地球的 「朋友」。一颗距离地球 6000 光年内的超新星、新星或伽马射线暴会释放强烈的辐射,摧毁臭氧层,使生命暴露在太阳紫外线的摧残之下。科学家认为,伽马射线暴或超新星可能是导致奥陶纪末期大灭绝的原因。

2.地磁逆转可能会毁灭我们

地球拥有一个神奇的磁场,就像保护罩一样将我们与有害的太阳粒子隔离开。然而,这个 磁场并不是一成不变的,每隔一段时间,它的南北极会发生翻转。 关于极地翻转的频率和影响,科学家们还在不断探索。一些理论认为,翻转本身并不会对地球造成重大影响,但也有观点担心,翻转可能会削弱磁场,使地球暴露于强烈的太阳风之下。如果这种情况发生,太阳风可能会将大气中的部分氧气带走,进而影响到地球上的生命。

3.巨大的陨石

你可能会惊讶地发现,小行星或陨石的撞击只与一次大规模灭绝事件有确定的联系,那就是白垩纪 - 古近纪灭绝事件。其他撞击对灭绝也是贡献因素,但不是主要原因。

美国宇航局声称,他们已经识别了大约 95% 直径超过 1 公里的彗星和小行星。另一个好消息是,科学家估计, 想要消灭所有生命,撞击物需要大约 100 公里宽。 坏消息是,宇宙中还有另外 5% 的未知天体,而我们目前的科技水平对于重大威胁几乎无能为力。

显然,位于小行星撞击中心点的生物将会瞬间死亡。更多生物将会死于冲击波、地震、海啸和火灾。即使能够幸免于难,幸存者也将面临严峻的生存挑战,因为撞击产生的碎片会进入大气层,改变气候,导致大规模灭绝。

4.海洋

我们熟悉的蓝色星球 ——地球,在阳光下映照着宁静的海滩,然而海面之下却隐藏着比鲨鱼凶猛千万倍的灭绝威胁。海洋,这个孕育生命的摇篮,同样拥有毁灭的力量,随时可能引发大灭绝事件。

大陆架层沉睡着一种名为甲烷水合物的气体分子, 它们一旦失足滑落,便会引爆一股名为「甲烷枪」的温室气体喷发。大量甲烷涌入大气层,加剧温室效应,正是这种事件与二叠纪大灭绝和古新世-始新世极热事件密切相关。

海平面的长期上升或下降也会导致灭绝事件。 海水退去,裸露的大陆架会让无数海洋物种走向灭绝,进而颠覆陆地生态系统,最终引发大灭绝。

海洋的化学失衡同样是灭绝事件的诱因。 当海洋中层或上层变成无氧环境时,死亡的连锁反应便会随之开启。奥陶纪-志留纪、晚泥盆纪、二叠纪-三叠纪和三叠纪-侏罗纪灭绝事件都与无氧事件有关。

有时,关键微量元素 ( 例如硒 ) 的缺乏也会导致大规模灭绝。另一些时候,热泉口的硫酸还原菌 失控,释放出过量的硫化氢,削弱臭氧层,使生命暴露于致命的紫外线辐射之下。海洋还会经历周期性的翻转,高盐度的表层海水下沉到深处,取而代之的是富含无氧物质的深海水,对表层生物造成毁灭性打击。晚泥盆纪和二叠纪 - 三叠纪灭绝事件都与海洋翻转有关。

5.火山末日

虽然海平面的下降与 12 起灭绝事件有关,但其中只有 7 起导致了物种的大量灭绝。相比之下,火山活动引发了 11 起大规模灭绝,而且每一场都影响重大。 二叠纪末期、三叠纪末期和白垩纪末期的灭绝事件都与被称为「洪流玄武岩喷发」的火山活动有关。 火山喷发会释放尘埃、硫氧化物和二氧化碳,破坏光合作用导致食物链崩溃,酸雨会毒害陆地和海洋,还会引发全球变暖。

6.地球的温度两极端:冰封与炙烤的灭绝威胁

尽管我们之前提到的诸多因素都可以单独引发灭绝事件,但归根结底, 决定性的大规模灭绝往往源于两个极端,全球变暖或全球变冷,而前者通常更具杀伤力。

全球变冷和冰川期被认为是奥陶纪末期、二叠纪 三叠纪和晚泥盆纪灭绝事件的推手。虽然气温骤降会摧毁部分物种,但更致命的影响来自海平面的下降,大量海水冻结成冰,导致陆地面积缩小,海洋栖息地减少。

相比之下,全球变暖的效率要高得多。不过,造成大规模灭绝的热浪并不只是来自太阳风暴或红巨星的炙烤,持续性的升温才是真正的问题。古新世 - 始新世极热事件、三叠纪 - 侏罗纪灭绝事件和二叠纪 - 三叠纪灭绝事件都与此有关。科学家们认为,变暖加剧水汽蒸发,进一步放大温室效应,最终导致海洋无氧事件频发。尽管地球历史上的变暖和降温一直在不断交替,但一些科学家担心地球最终会步入金星的后尘,变成一颗被高温炙烤的 炼狱 ,彻底丧失生命存在的条件。

7.我们自己的最大敌人

如果觉得小行星撞击、火山爆发来得太慢,人类自己也有多种手段加速灭绝事件的到来。 核战争、由自身活动引发的气候变化、过度捕猎导致生态系统崩溃,每一种方式都足以引发大规模灭绝,甚至多种因素可以同时生效。 例如,火山喷发叠加化石燃料排放加剧温室效应,同时爆发核冲突,这样的多重叠加将会是真正的末日灾难。

令人毛骨悚然的是,灭绝事件往往是一个缓慢的过程,就像多米诺骨牌一样,一个事件触发另一个,逐步瓦解整个生态系统,最终酿成巨大的灾难。因此,我们所列举的这些 灭绝杀手 往往会携手协作,共同书写地球生物的悲惨结局。