撰文：MICHAEL GRESHKO

　　在美國的西部地區，名爲地獄溪地層的巖層保存了恐龍時代的最後一千年的地質記錄。在北達科塔州地獄溪地層附近一個叫塔尼斯的遺址中，可能保存着6600萬年前小行星撞擊地球后幾分鐘到幾小時內沉降的沉積物。

　　攝影：DANITA DELIMONT / ALAMY STOCK PHOTO

　　6600萬年前，一顆直徑約10公里的小行星撞擊地球，僅僅數分鐘後，一場由小玻璃珠組成的冰雹像雨點一樣降落在如今的北達科他州的一個入海口。撞擊導致的地震波激起大量河水，把許多植物和動物混合後又埋葬在沉積物中，然後將其保存了下來。

　　現在，研究人員在發表於《美國國家科學院院刊》上的一篇研究中表示，這個遺址記錄下了恐龍的滅絕瞬間，給我們留下了那一刻的罕見快照。之前研究者在其他地方也發現過大量記錄這一時刻的化石，這一地質記錄又被稱爲K-Pg邊界。不過，這個位於北達科他州的遺址可能代表了受這場災難影響的整個生態系統。

　　研究負責人Robert DePalma在塔尼斯遺址進行實地研究。

　　供圖：ROBERT DEPALMA

　　“從本質上說，我們在那裏發現的相當於撞擊後第一時間的地質高速膠片，”研究的主要作者、堪薩斯大學的博士生、棕櫚灘自然歷史博物館的館長Robert DePalma說。

　　“看到受到白堊紀末期的真實事件影響的生物真的令人感到震撼，”研究合作者、曼徹斯特大學的古生物學家Philip Manning補充道。

　　上週五，《紐約客》雜誌發表了一篇描述該遺址的專題文章，有些地方比新研究描述的更詳細。據DePalma稱，這篇發表於PNAS的新論文只是系列研究的第一篇，這些研究將仔細描述這一驚人發現的細節。

　　因此，目前公佈的數據究竟揭示了什麼呢？對於古生物學家來說，這個遺址還有什麼意義呢？下面我們就帶您詳細瞭解一下。。

　　玻璃雨

　　新發現的遺址位於地獄溪地層一小塊露出地面的私人牧場上，得名於“失落的”埃及古城“塔尼斯”。地獄溪是一系列巖層，記錄了恐龍滅絕之前的數十萬年的地質歷史。

　　在塔尼斯遺址的一次探索期間，研究負責人Robert DePalma使用顯微鏡檢查一個衝擊噴出物，研究合作者Mark Richards（左後）在一旁觀看。

　　供圖：ROBERT DEPALMA

　　DePalma最初是通過一位化石商熟人得知這個遺址的，這位化石商在那裏進行了勘探，幾乎沒發現能賣到高價的化石。根據化石中的魚類，化石商認爲這個遺址是一個池塘沉積層，形成於K-Pg邊界之前的數萬年。不過，隨着DePalma對這個遺址不斷進行調查，他發現許多地方需要重新考慮。如果這個地方實際上是一個河谷的低窪區域呢?

　　就像論文描述的一樣，DePalma在塔尼斯遺址的沉積物中發現了K-Pg撞擊的跡象，其中包括在撞擊的巨大壓力下震碎的石英碎片，以及大量撞擊碎片。

　　小行星撞擊地球后，在地殼上撕開了一個約80公里寬、29公里深的大洞，同時導致大量熔融的岩石以驚人的速度向上和向外飛濺。在大氣層的高處，這些碎片凝聚成微小的玻璃球，其中許多不足一毫米寬。在撞擊大約15分鐘後，這些被稱爲玻隕石的微粒像暴雨一樣開始下落，一直持續了75分鐘。

　　塔尼斯遺址富含大量保存完好的魚類化石，這些魚類糾纏在一起，保持了三維形態。

　　供圖：ROBERT DEPALMA

　　在許多K-Pg遺址，玻隕石構成了一個不連續的地層，但塔尼斯遺址則不是如此。該遺址的許多沉積層中都充滿玻隕石，研究人員認爲這是玻隕石在沉降過程中有水來回晃動的跡象。在變成琥珀化石之前，塔尼斯遺址的樹脂捕獲了一些玻隕石。DePalma的研究小組甚至聲稱，波隕石着陸後在沉積層上留下了0.6米深的洞，他們在洞裏發現了一顆玻隕石。大量魚類被衝擊到陸地上後立刻被埋了起來，其保存完好的軀體還包含充滿撞擊碎片的鰓部。

　　“塔尼斯遺址基本上把最稀有、最不具代表性的東西儲存在了巖層中，讓我們可以研究幾十年，這甚至不包括撞擊的場景，” DePalma說道。

　　“我的確是帶着懷疑的眼光來看待這個問題的，不過說實話，讀完這篇論文後，我個人很難找到另一種解釋，” 皇家卑詩博物館的古生物學館長Victoria Arbour說，他沒有參與這項研究。

　　Ken Lacovara是羅文大學的古生物學者，沒有參與這項研究，他指出，世界上有350多個保存着K-Pg邊界的遺址，其中一些遺址還出產化石。1987年，古生物學家在波蘭中部的一個K-Pg遺址發現了鯊魚牙齒和蛤殼。2013年，丹麥的研究人員在小行星撞擊後沉降的粘土中發現了單獨的鯊魚牙齒。不過，Manning和其它近距離觀察過這些化石的研究人員強調，塔尼斯遺址是獨一無二的。

　　“這實在是令人難以置信，我從來沒有見過這樣的東西，而塔尼斯遺址竟然發現了大量類似的化石!” 佛羅裏達州立大學的古生物學者Greg Erickson說道，他沒有參與新研究，不過數週前參觀DePalma的實驗室時親眼看到了這些魚類化石。

　　地震晃動

　　儘管DePalma和同事將塔尼斯遺址解釋爲一個河谷的入海口，但這裏發現了一些通常生活在海洋中的生物的跡象。新研究發現了一些海生化石碎片，其中包括古鯊魚的牙齒，一種叫做滄龍的水生爬行動物，以及一種叫做菊石的已滅絕軟體動物。DePalma和其團隊認爲，之所以會同時出現陸地動物和海洋動物，是因爲來自內海的水突然衝入了河流的上游，將河中的生物衝到了塔尼斯的河岸上。

　　“塔尼斯遺址竟然發現了菊石化石，這的確非常奇怪……這就像把一條魷魚放入上波託馬克河一樣，”史密森尼國家自然歷史博物館的館長、地獄溪地層專家Kirk Johnson說。如果滄龍的牙齒被證實與該遺址的其他化石屬於同一時代，那麼這可能是迄今爲止發現的最年幼的滄龍的牙齒。

　　塔尼斯沉積層的橫截面展示了兩個浪湧脈衝和一些動物化石的地層。

　　供圖：ROBERT DEPALMA

　　塔尼斯遺址的沉積物還表明，一股突如其來的水流將其完全淹沒。研究人員最初認爲這次洪水是撞擊引起的海嘯衝向西部內陸海道造成的，但時間對不上：海嘯需要8到16個小時才能到達塔尼斯遺址，而該遺址的晃動則出現在地震發生後的第一個小時內。西部內陸海道是恐龍時代的一片水域，從墨西哥灣一直延伸到北美西北部。

　　相反，研究小組認爲，這次洪水實際上是小行星撞擊觸發的10到11級地震導致的洪水。就像電影《侏羅紀公園》裏霸王龍行走時震動了每一杯水一樣，小行星的撞擊也會產生類似的地震波，足以讓世界各地的水體濺起水花。

　　不同凡響的發現

　　到目前爲止，許多地質學家和古生物學家都對這項研究有關小行星撞擊地球的發現表示認可。

　　“這是一項傑出的研究，研究的吸引人之處在於研究結果與我們預期的一樣：巨大的岩石撞擊地球，災難臨頭，”加州大學伯克利分校的地球年代學者Paul Renne說道，他研究過白堊紀末期的具體時間。

　　不過，《國家地理》雜誌聯繫了一些沒有參與該研究的古生物學者，幾乎每一位都對新發現提出了一些擔憂。早在2013年和2016年，DePalma曾在學術會議上彙報了研究的初步結果，當時一些研究人員對他的說法非常震驚，他們想知道這個遺址是否真的如此完美。

　　DePalma的一些早期研究也讓人懷疑，其中包括一個備受矚目的錯誤。2015年，DePalma公佈了一種名爲Dakotaraptor的新恐龍物種，但2016年Arbour的一項研究表明，DePalma無意間將海龜化石放入了Dakotaraptor的重建骨架。儘管如此，DePalma的同事們還是極力爲他關於塔尼斯遺址的研究辯護。

　　“任何人都可能在某個時刻犯錯，他做了一項了不起的研究。”Manning說道。

　　其他研究者還對DePalma的研究缺乏可見性表示擔憂。《紐約客》的報道發表於這篇研究及其69頁的補充研究正式發表的前幾天。《國家地理》獲得了這兩份文件，並將其發送給外部研究人員，請他們做出評論。

　　據《紐約客》報道，塔尼斯遺址富含大量化石，其中包括牙齒、骨頭和幾乎所有發現於地獄溪地層的恐龍物種的幼崽遺骸。這篇文章還報道，研究者在塔尼斯遺址發現了可能來自恐龍、翼龍的羽毛化石，長達0.3米，此外還有某種未孵化的蛋化石，裏面有保存完好的胚胎。

　　不過，DePalma的研究沒有提到這些細節。DePalma的主要研究沒有提到恐龍的骨頭，補充研究只突出強調了一塊來自諸如三角龍這樣的角龍的髖骨碎片，研究者發現髖骨碎片可能與“相關的組織有關”。（《紐約客》稱，一塊手提箱大小的皮膚化石附着在骨頭碎片上。）

　　“奇怪的是，在過去的六年裏，DePalma一直非常誇張和神祕，” 史密森尼國家自然歷史博物館的Johnson說，《紐約客》的那篇文章也對他進行了採訪。“這篇論文很好，的確很重要，我們將其與《紐約客》的那篇文章進行了對比，後者介紹了更多的細節，提出了更多觀點。這讓我們都略感不安。”

　　Steve Brusatte愛丁堡大學的古生物學家、國家地理雜誌授權人，他也表達了自己的震驚：“現在，我的問題比答案還要多……這似乎很奇怪。”

　　爲了覈實新研究的假設，古生物學家表示，DePalma必須放寬其它研究者對遺址和化石材料的訪問權限。

　　在從地面上移除一塊化石板之前，研究負責人Robert DePalma（右）和現場助理Kylie Ruble使用石膏夾將其固定。

　　供圖：ROBERT DEPALMA

　　“在這種情況下，不同凡響的發現需要不同凡響的證據，”加州大學伯克利分校的古生物學家Kevin Padian說。

　　“如果我處於DePalma的處境，我需要穿上我的科學盔甲，準備好接受大量的批評，我認爲這沒什麼大不了的，”Arbour補充道。“科學的本質應該是讓人們用不同的視角和不同的方法來研究這個問題。”

　　DePalma說，這項新研究本應該是對一份針對塔尼斯遺址地質情況的初步介紹，而不是完整的描述，目前研究小組正在撰寫後續研究。此外，博物館正在着手收藏發掘的化石，因而可將其用於更廣泛的研究。例如，角龍的骨頭目前收藏於佛羅裏達大西洋大學。

　　研究人員補充說，他們已經與牧場主人就如何最好地爲後代保護塔尼斯遺址進行了初步討論。與此同時，塔尼斯遺址將繼續向全世界展示自己的祕密。

　　“事實上，在挖掘過程中，幾乎每一天他們都看到了一些以前從未見過的東西，”研究合作者Mark Richards說，他之前曾在加州大學伯克利分校擔任地球物理學者，2017年拜訪過這個遺址。“實際上，在古生物學發掘現場連續幾天或幾個月找不到任何有趣的東西很常見，而DePalma幾乎是每小時都能發現新的化石。這的確令人難以置信。”

　　（譯者：流浪狗）

　　來源：國家地理中文網（官V）