发生于能够6600万年前的白垩纪-古近纪（K-Pg）生物大死灭事件，被以为导致了包括恐龙在内的浩荡生物的死灭。自1981年好意思国Alvarez父子基于K-Pg界线地层中的“铱元素”额外提议小行星撞击表面，极端是直径数百公里的同期希克苏鲁伯（Chicxulub）撞击坑发现以来，小行星撞击地球导致恐龙在内的白垩纪末生物大死灭这一表面就引诱了好多东说念主的关怀，并变得果然东说念主尽齐知。

尽管东说念主们一经知说念此次撞击事件给地球环境和生物演化带来了废弃性打击，但对于这场不应允发生的细节咱们仍知之甚少。由于缺少同期期形成的高精度千里积记载，东说念主们对小行星撞击在当先几小时到几天内会对地球生命和环境酿成怎样的影响相识极度有限，而这恰是交融扫数这个词不应允事件的要道一环。

庆幸的是，科学家们发当今一些稀疏环境中形成的特异埋藏地层，就像是地球历史的“时刻胶囊”， 记载和保存了好多地球历史细节，不错匡助咱们更好地了解此次小行星撞击和恐龙死灭。

其中最驰名的地层剖面被称为塔尼斯（Tanis）古迹，被以为是连年来K-Pg界线有计划的最首要发现，领关联于此次撞击事件丰富的生物化石和撞击记载，科学家们对其进行了永久的有计划，并获得了极度丰富的后果。

地狱之门——塔尼斯的发现历程

塔尼斯古迹位于好意思国西北部的北达科他州，距离希克苏鲁伯撞击坑约3000公里（图1）。与现今的陆地环境不同，6600万年前的塔尼斯地区处于北好意思内陆海说念西岸(WIS)隔壁的古老河谷之中，此时正在千里积的地层其后被定名为地狱溪（Hell Creek）。

图1. 塔尼斯古迹古地舆位置和现今地貌（左图修改自维基百科，右图修改自Ali Pares/BBC，耸峙者为Robert DePalma）

塔尼斯古迹当先是由好意思国北乔治亚大学教训史蒂夫·尼克拉斯（Steve Nicklas）和古生物学家罗布·苏拉（Rob Sula）于2008年发现的。他们在对塔尼斯的初步有计划中相识到了该处地层的特有性，便请来了堪萨斯大学的有计划生罗伯特·德帕尔马（Robert DePalma）进行深远的挖掘职责。童年时便已是狂热古生物化石景仰者的DePalma收拢了这一机遇。从2012年启动，DePalma在果然透顶覆盖的情况下对该古迹进行了系统性的挖掘和有计划。

图2. 塔尼斯古迹中撞击关联物资。(A) Chicxulub撞击事件产生的位于K-Pg事件千里积物顶部的铱富集的薄层（高亮）。(B) 具有面状变形页理的冲击石英。（C-D）黏土化的溅射球粒。(E) 未蚀变的撞击玻璃。

当DePalma过火有计划团队公布在塔尼斯古迹中的发现后，畏俱了科学界，其特有进度致使让好多科学家怀疑其真确性。除了K-Pg界线的常客如富铱粘土、撞击球粒和冲击石英外（图2），他们还在塔尼斯古迹中发现了好多动植物批量快速示寂的粗暴景象。

举例：浩荡未资历陈腐历程的动植物被快速埋藏，淡水和咸水生物混杂交错；重叠加叠的鱼类尸体，嘴巴大张，身体痉挛，好多鱼鳃中吸入了撞击微玻璃球粒；有的龟类身体被树木告成刺穿，还有包括恐龙在内的不少动物身首异处……。这些化石均位于K-Pg富铱粘土层之下，但与撞击溅射玻璃共生，浮现它们受海啸要紧遽然示寂和快速埋藏发生在小行星撞击后不到一小时之内。如斯快速的海啸不成能来自远在3000公里外墨西哥湾的撞击点，而只能能由撞击触发的地震波引起。

不错思象一下其时的场景：这本是6600万年前塔尼斯河滨平方的一天，遽然一个宏大火球掠过天空，伴跟着全部强光闪事后一切发生了改造。地面发生剧烈抖动，紧接着倒灌的高达十数米的海啸水墙席卷河滨，隔壁的果然扫数动植物在瞬息间被水流裹带、搅动着带入河谷和低地（图3），在劫难逃。数十分钟后，撞击熔融形成的燥热玻璃物资劈头盖脸降落，撞击产生的尘埃云也翻天覆地而来，日光阴霾，空气耻辱难以呼吸，致使连水中也充斥着束缚千里降的微小玻璃珠和其他尘埃，霎时塔尼斯河滨“死气千里千里”，不止地狱般的场景。

图3. K-Pg界线撞击发生时塔尼斯的卡通场景（图自Robert DePalma）

不应允发生的季节

2021年12月，DePalma和他的团队发表了塔尼斯与希克苏鲁伯小行星撞击事件同期的鱼类化石有计划后果。

他们专注于这些化石的组织结构，比如骨骼滋长环的厚度和拆开，以及氧、碳等特定元素的同位素比值的周期性变化，对这些鱼在示寂前的滋长形状和季节性变化进行了分析，从而对希克苏鲁伯不应允性撞击事件发生的季节进行了良好目位，意想出此次撞击事件可能发生在北半球春季或夏令。尽管其后DePalma的部分履行数据的严谨性受到了其他科学家的质疑，并给他带去了不小的难受，但这些并不影响文中得出的撞击发生在北半球春季或夏令这一基本论断。

紧接着，荷兰阿姆斯特丹解放大学的有计划生During过火配合者于2022年1月在Nature杂志发表了访佛的有计划后果。

他们通过高差别率的同步辐照断层扫描时刻（PPC-SRμCT）和显微X射线荧光光谱（M-XRF）对塔尼斯古迹千里积物中鱼类化石的骨骼组织和同位素构成进行了有计划（图4）。通过分析鱼类化石所记载的年度滋长周期和碳、氧同位素变化，他们以为希克苏鲁伯小行星撞击发生在北半球春季，这与DePalma的有计划论断吻合，况兼更精准地抑遏了此次撞击发生的时刻范围。

图4. 鲟鳃CT扫描重建图及骨骼要素分带图

DePalma和During等东说念主对塔尼斯的有计划对于咱们交融希克苏鲁伯撞击酿成的K-Pg死灭事件、地球环境以及生态系统的演化形状具有关键兴致。此外，科研东说念主员对塔尼斯古迹的有计划还为咱们提供了对于群众快意变化对生物万般性影响的关键历史视角，鼓舞了对白垩纪末期地球快意和生态滚动的重建。

塔尼斯记载的生物大死灭原因

除了撞击季节的记载，塔尼斯古迹也为咱们探索K-Pg界线生物死灭，极端是恐龙这一以前“地球霸主”消一火的原因提供了新的视角。

2023年10月，来自比利时的Senel过火有计划团队蚁合激光衍射粒径分析、古快意和计较机模拟等按序有计划了塔尼斯古迹的千里积层，发现这些6600万年前在希克苏鲁伯撞击事件中产生的硅酸盐尘埃远比咱们思象的更为渺小。它们的粒径主要散布在0.8~8.0微米，这种微米级的硅酸盐尘埃颗粒在大气中的飞舞寿命可能长达15年。这些尘埃颗粒，连同撞击产生的硫和野火产生的烟雾等可能导致群众名义平均温度着落达25°C（图5）。

图5. 白垩纪末期 2 年到撞击后 25 年的硅酸盐尘埃、硫、烟尘和组合景象的时刻演变弧线图。（a）群众平均地表温度变化；（b）群众细颗粒喷出物资量。

温度的急剧着落自身就会对恐龙的生命手脚酿成致命性打击，加上大气中富有的尘埃装束了阳光，使得植物的光配合用罢手，导致K-Pg范围期间陆地和海洋低级坐蓐力崩溃，从而引发一系列的食品链四百四病。这种环境的巨变加上食品的缺少，很容易使恐龙等处于食品链尖端的生物消一火，并引发群众大鸿沟的生物死灭。

Senel等东说念主的有计划揭示了希克苏鲁伯小行星撞击产生的尘埃对恐龙和其他生物大鸿沟死灭的要道影响，浮现恰是这些空洞的环境压力和生活条款的改造导致了K-Pg范围的大鸿沟生物死灭。这一有计划也为白垩纪-古近纪界线快意变化和恐龙死灭是如何受到地外天体撞击事件的影响提供了新的解读。

来自塔尼斯古迹的最新有计划

本年五月初，驰名的行星科学杂志JGR上线了来自好意思国华盛顿大学LeVeque教训团队的一项最新有计划后果。他们以极高的时刻差别率为咱们答复了小行星撞击地球之初的1-2个小时内发生的故事细节。

地质记载浮现，一个位于其时存在的好意思国西部内陆海说念(WIS)上游的洲坝上（塔尼斯古迹一部分），希克苏鲁伯撞击后的1-2小时内发生了两次高达十米的巨浪，形成了一套具有双向（流入和回流）千里积特征的地层。正如前边所提到，从撞击所在传来的海啸波浪不成能在如斯短的时刻内到达，是以这一稀疏千里积发生的原因难以通过传统的海啸机制进行诠释。

他们凭据古迹中的淡水、咸水化石羼杂情况和历史海啸不雅测记载，基于地震激勉水波传播的表面，构建了数学模子有计划了在希克苏鲁伯撞击后，波涛将如安在西部内陆海说念（WIS）中生成并传播到塔尼斯。他们以为，撞击关联地震波或者冲击波均不及以激勉塔尼斯古迹所记载的宏大长周期波涛，进而议论了撞击地震波引发的局部海盆的垂向位移，海底或沿岸大型滑坡引发海啸的可能性。尽管由于存在诸多变量，尚无法判断具体机制，但这些职责标明，塔尼斯古迹不只是古生物的宝库，如故东说念主们了解在小行星撞击的顶点场景下可能发生的地质灾害的履行场。

结语

尽管仍有好多谜团尚未解开，但塔尼斯古迹无疑提供了此次惊天大撞击和恐龙等生物死灭的最启动那瞬息刹那的快照，为东说念主们开启了一窥诸多对于小行星撞击和生物大死灭历程细节的大门，包括撞击产生的告成影响（如横暴的地震波、地震引发的海啸和快速的千里积埋藏等）、撞击引发事件的时刻序列、生物死灭的可能原因等。深信跟着有计划的束缚深远，塔尼斯古迹有望为地外撞击事件与地球环境和生物演化等之间的关联提供更丰富的解答。

参考文件

[1]LeVeque et al., 2024. J. Geophys. Res. 129(5), e2023JB027643.

[2]Alvarez et al., 1981. Science. 208, 1095-1108 (1980).

[3]DePalma et al., 2019. Proc. Natl. Acad. Sci.116(17), 8190-8199.

[4]DePalma et al., 2021. Sci Rep. 11, 23704.

[5]During et al., 2022. Nature. 603, 91-94.

[6]Senel et al., 2023. Nat. Geosci. 16, 1033-1040.

作家简介

张 桃：中国科学院紫金山天文台硕士有计划生，主要从事天体化学和微陨石有计划。

廖世勇：中国科学院紫金山天文台副有计划员，有计划标的为陨石学和天体化学