6500万年前从外太空坠落的巨石的撞击在墨西哥尤卡坦半岛砸出一个巨大的陨星坑，并对环境造成恶劣影响，使得各种各样的动植物永远消亡。这场大灾难中最著名的受害者就是大型食肉恐龙霸王龙。尽管6500万年的时间让这件事看起来遥不可及，但撞击和关于大灭绝的故事却是精彩而震撼人心的。
与这一事件同样伟大的，是地球历史学家如何发现撞击留存于岩石中的记录并学会去检阅和解析这些证据。快来跟着小献一起翻开这本由撞击说提出者沃尔特•阿尔瓦雷斯所著的《霸王龙与末日陨星坑》，来穿越时空走进这场发生在6500万年前的巨大灾难。
《霸王龙与末日陨星坑》
厄运降临
厄运以巨大的彗星或小行星的形式从天而降，时至今日，我们仍然不确定它到底是哪一种。它大概10千米宽，每秒行进几十千米，其动能相当于一亿颗氢弹的破坏力。如果那是小行星的话，它会是一块惰性的、布满陨星坑的岩石，黑暗而险恶，直到撞击前的最后一刻才会被发现。如果它是彗星，那会是一团肮脏的冰球，喷出被太阳的热量蒸发的气体，以闪烁的彗核和明亮的彗发宣布即将降临的末日：划过半边天空，照亮夜晚，甚至在末日临近前的白日也能看到。让我们把它当作一颗彗星（不过要记住它也可能是一颗小行星）。彗星在过去被人类迷信地认为是厄运的前兆，预示着饥荒、瘟疫和毁灭。尽管在6500万年前没有人类见证过这颗巨大彗星的降临，但那一次，它确实昭示着灾难。
撞击瞬间
6500万年前，当彗星接近地球时，首先遇到的是地表上方数万千米处稀薄的空气。大约95％的大气位于离地表30千米以内的高度，所以根据彗星接近地表的速度和角度，只需一两秒的时间就可以穿透大部分大气。彗星前方的空气无法逃逸，便会被猛烈压缩，产生地球上有史以来最大的音爆。压缩会使空气瞬间升温至比太阳的温度高4~5倍的程度，而在彗星穿过大气层的一秒内发出灼目的闪光。在彗星与地球表面（如今尤卡坦半岛的所在）接触的瞬间，两道冲击波被触发。一道冲击波向前冲进基岩，穿过地表三千米厚的石灰岩层，进入下方的花岗岩地壳。震波经过基岩时粉碎了所有裂缝和孔隙，破坏了矿物有序的晶体结构。
与此同时，第二道冲击波向后作用于彗星，未及传递至彗星的背面，就将彗星的后缘撕裂分离。在撞击发生的第二秒左右，彗星就不再是一个球体了。随着巨大的冲力向前推进，彗星穿透了尤卡坦半岛的基岩深处，形成了一个巨大的陨星坑并在不断扩大的陨星坑的内部创造了一层炽热的覆盖层。但是，陨星坑内部的覆盖层没有保持超过一分钟，就和大部分岩石一起蒸发掉了。
当快速气化的彗星残骸落入不断扩大的陨星坑时，冲击波折回到表面，导致熔化的块状物和地面岩石的固体碎片沿着高高的拱形轨迹向上和向外喷射，穿透了大气层薄薄的外缘。它们在陨星坑周围几百千米的范围内形成了一个巨大的喷射层。
即使这样也没有耗尽这颗彗星的能量。爆炸中心产生的巨大岩石气化云被自身的热量和压力向外驱赶而形成一个巨大的火球。与之相比，原子弹爆炸的威力是极小的。原子弹产生的热气体火球直径约为1千米，闪耀着向外飞去，直到无法进一步抵御大气压力，上升到海拔10千米的地方扩散成蘑菇云。
撞击尤卡坦半岛所产生的巨大无比的火球则穿透了空气，直接冲破了大气层，膨胀着加速冲入太空，继而将岩石碎块发射到地球轨道上。它们在坠落回地面之前沿着轨道飞行至离撞点很远的地球上空。这场盛大的“烟火秀”还在继续。就在第一个灼热的火球被吹到外太空之后，紧随其后的就是第二个，虽然没有那么热，但几乎同样令人震撼。在尤卡坦半岛距离地表约3千米处，覆盖着一层厚厚的石灰岩。石灰岩是大自然把二氧化碳和钙结合在一起，固定二氧化碳的方式。突然受到巨大冲击导致石灰岩释放出其存储的二氧化碳。在如此强烈的撞击下，这些气体几乎是被瞬间释放，仿佛打开了一瓶巨大的香槟。在第二次爆炸产生的气体火球中，还有更多的岩石碎片被带到了高空，也同样穿透大气层进入了外太空。
与此同时，不断扩大的陨星坑已经达到了约40千米的最大深度。这个半球形的陨星坑太深了，以至于地壳中相对较脆弱的岩石无法支撑它，因而其中心开始上升，可同时它的宽度仍在继续扩大。当它陡峭的外壁在强烈的山体滑坡中崩塌时，位于花岗岩地壳下、地幔深处的岩石在被冲击波穿过后开始反弹并越来越快地上升，最终形成一个中央峰顶，就像月球上许多陨星坑中形成的山峰那样。尤卡坦陨星坑中环形山的中央峰顶又大又高，并且向下倾斜，形成一圈环形的山脊，在地面上留下了一个类似牛眼的图案，标明了这场灾难的发生地点。
世界变了
尽管撞击在周边地区的直接影响非常可怕，但它本身不会使所有的动植物灭绝，因为距离撞击点较远的幸存者将在未来几年重新聚集到受灾地区并开始繁殖。然而，这次撞击之后确实发生过一场大灭绝。我们现在已经意识到，这次撞击的次级影响导致了一些长期性的全球灾难。让我们按出现顺序回顾一下这些灾难。
在撞击发生后的几天内，直接的影响就逐渐结束了。大火熄灭了，海啸针对墨西哥湾沿岸的核心力量已然耗尽，狂风正在平息。但是地球却开始变得黑暗而寒冷。火球内大量的细微粉尘通过爆炸进入了大气层，现在它们正在世界各地的高层大气中向下沉降，遮住了阳光。地面变得伸手不见五指。这样的黑暗和随之而来的寒冷可能持续了好几个月，直到粉尘最终沉降到地面上才结束。
在光线回来之后，气候却又走向了另一个极端。两种温室气体——水蒸气和二氧化碳从撞击点大量释放。水蒸气可能很快就化为雨水从大气中被清除，雨水则冲走了粉尘。二氧化碳只能缓慢地从空气中消除，可这时它吸收了来自太阳的热量，使气温上升到非常炎热的程度。大概过了几千年，大气中的二氧化碳水平才恢复到正常。大气中不仅有水和灰尘降下，而且还下了一场毁灭性的酸雨，杀死生物，溶解岩石。
整个世界先是经历了寒冷与黑暗，然后又遭受了致命的高温，再接着被酸和烟尘毒害。这就是尤卡坦撞击的全球性影响，很难相信有什么生物能在这场大灾变中幸存下来。然而，确实存在一些幸存者，如今它们的后代仍遍布全球。
究竟有哪些幸存者能在这样的条件下生存下来呢？地球历史学家又是如何发现地球过去的一场大灾难的证据呢？快来看看这本《霸王龙与末日陨星坑》，听沃尔特•阿尔瓦雷斯为我们叙述详细的探索细节。
图书信息
《霸王龙与末日陨星坑》
[美] 沃尔特·阿尔瓦雷斯 著
张之远 译
上海科学技术文献出版社
恐龙到底在遥远的过去经历了什么而就此消失？这需要地质和历史方面的侦探工作来为我们找到“凶手”并为其“定罪”。本书中，一批杰出而坚定的科学家在全世界逡巡，寻找需要的线索。他们经历了反复的假设和推翻，受尽挫折之后最终立论，而详细的案情细节则由沃尔特•阿尔瓦雷斯为我们叙写。
作者在本书中不仅提出了推论证据，还讲述了这一争议理论背后的探索故事。赴偏远地区进行冒险、艰巨的数据收集和激烈的智力斗争，这是一场以科学探索为名的伟大冒险传奇，作者以深刻的洞察力、高涨的科学热情娓娓道来，对于相关专业人士科学家和科普爱好者而言都是一本很好的读物。
作者介绍
沃尔特•阿尔瓦雷斯
美国地质学家，板块构造和山脉形成方面的专家，是诺贝尔物理学奖得主路易斯•阿尔瓦雷斯之子。任教于伯克利加州大学地球与行星科学系。因为与其父共同提出恐龙灭绝是因为小行星或彗星撞击地球的理论而闻名。
阿尔瓦雷斯于2002年被授予美国地质学会的彭罗斯奖章，以表彰他在地质学方面的杰出成就；2008年，他获得哥伦比亚大学的维特森奖，以表彰他在地球科学方面的工作。由于他在撞击坑领域的贡献，阿尔瓦雷斯在2013年被授予巴林格奖章。2021年，他被选为罗马国家文学院的院士。
试 读
资料：上海科学技术文献出版社
编辑：张芷萱
