火山还是小行星？人工智能结束了恐龙灭绝事件的争论
火山还是小行星？人工智能结束了恐龙灭绝事件的争论
（化石网cnfossil.com）据cnBeta：自由思考的计算机对化石记录进行了逆向工程，以确定大灭绝的原因。达特茅斯大学的科学家利用创新的计算机模型提出，火山活动而非小行星撞击是导致恐龙大灭绝的主要原因。这种开创性的方法为研究其他地质事件开辟了新途径。
为了解决关于6600万年前是大规模小行星撞击还是火山活动导致恐龙和其他众多物种灭绝的长期争论，达特茅斯学院的一个研究小组采取了一种创新方法--他们让科学家不再参与争论，而是让计算机来决定。
研究人员在《科学》（Science）杂志上报告了一种新的建模方法，这种方法由相互连接的处理器驱动，可以在没有人类输入的情况下处理大量地质和气候数据。他们让近 130 个处理器对化石记录进行反向分析，以确定导致白垩纪-古近纪（K-Pg）大灭绝事件的事件和条件，该事件为哺乳动物的崛起扫清了道路，其中包括导致早期人类的灵长类动物。
历史事件的新视角
这项研究的第一作者、达特茅斯大学地球科学系研究生亚历克斯-考克斯（Alex Cox）说："我们的部分动机是在没有预设假设或偏见的情况下评估这个问题。大多数模型都是向前推进的。我们对碳循环模型进行了调整，让它反其道而行之，通过统计分析，以果找因，在向特定结果努力的过程中，只给它最基本的先验信息。最终，我们怎么想或以前怎么想并不重要--模型向我们展示了我们是如何在地质记录中看到这些结果的。"
该模型计算了K-Pg大灭绝前后100万年间二氧化碳排放、二氧化硫输出和生物生产力的30多万种可能情况。通过一种被称为马尔可夫链蒙特卡洛的机器学习（这与智能手机预测你下一步会打什么字并无不同），这些处理器独立合作，对它们的结论进行比较、修正和重新计算，直到它们得出一种与化石记录中保存的结果相匹配的情景。
揭示大灭绝的原因
化石记录中的地球化学和有机残留物清楚地记录了 K-Pg 大灭绝期间的灾难性状况。在不稳定的大气层下，食物网崩溃，世界各地的动物和植物大量死亡，大气层中充满了遮蔽阳光的硫、空气中的矿物质和灼热的二氧化碳，从寒冷的环境到炙热的环境剧烈摇摆。
虽然大灭绝的影响是显而易见的，但它的原因却没有得到解决。墨西哥发现了一个名为奇克苏卢布的撞击坑，它是由一颗数英里宽的小行星造成的。然而，由于化石证据表明这是地球历史上前所未有的一记重拳，各种理论开始趋于一致： 这颗小行星可能撞上了一个已经被印度西部德干高原火山大规模、极其剧烈的喷发搞得焦头烂额的星球。
但是，科学家们仍然不知道--也没有达成一致意见--每个事件在多大程度上导致了大灭绝。因此，考克斯和他的顾问、达特茅斯大学地球科学助理教授布伦欣-凯勒（Brenhin Keller）决定"看看如果让代码来决定，会得到什么结果"。
建模结果和火山影响
他们的模型表明，仅从德干火山喷出的改变气候的气体就足以引发全球大灭绝。在奇克苏鲁伯小行星出现之前，德干高原火山已经喷发了大约 30 万年。据估计，在近 100 万年的喷发过程中，火山向大气中排放了多达 10.4 万亿吨二氧化碳和 9.3 万亿吨硫磺。
凯勒说："我们在历史上就知道火山会导致大规模的物种灭绝，但这是首次根据火山对环境影响的证据对挥发性排放物进行的独立估算，我们的模型在没有人为偏见的情况下通过独立的数据来确定产生我们在地质记录中看到的气候和碳循环破坏所需的二氧化碳和二氧化硫的数量。这些数量与我们预期在德干高原的排放物中看到的数量一致。"
凯勒去年发表了一篇论文，将地球五次大灭绝中的四次与火山活动联系起来。
小行星撞击与现代背景
该模型显示，在奇克苏卢布撞击前后，深海中有机碳的积累急剧下降，这很可能是小行星导致众多动植物物种灭绝的结果。记录中包含了同一时期气温下降的痕迹，这可能是由于猛犸陨石与地球上这一地区富含硫磺的地表相撞时，将大量硫磺--一种短期冷却剂--喷射到空气中造成的。
小行星撞击也很可能会释放出二氧化碳和二氧化硫。然而，该模型发现，当时这两种气体的排放量都没有激增，这表明小行星对物种灭绝的影响并不取决于气体排放。
结论
考克斯说，就现代情况而言，从2000年到2023年，化石燃料的燃烧每年向大气中排放约160亿吨二氧化碳。这比科学家预测的德干高原火山最高年排放率高出 100 倍。考克斯说，虽然这本身就令人震惊，但目前的二氧化碳排放量仍需要几千年才能赶上古代火山喷出的总量。
他说："最令人振奋的是，我们取得的结果在物理上是大致合理的，这一点令人印象深刻，因为该模型在技术上完全可以在没有更强的事先限制的情况下肆意运行。"
互联处理器缩短了模型分析如此庞大数据集的时间，从几个月或几年缩短到几个小时。他和凯勒的方法可用于反演其他地球系统模型--如气候或碳循环模型--以评估地质事件，这些地质事件的结果众所周知，但导致其发生的因素却不为人知。
"这种平行反演以前从未在地球科学模型中进行过。"考克斯说："我们的方法可以扩展到包括数千个处理器，这就为我们提供了更广阔的解决方案空间，而且它还能很好地抵御人为偏差。"
他笑着说："到目前为止，我们领域的人们更着迷于这种方法的新颖性，而不是我们得出的结论。任何地球系统，如果我们只知道结果而不知道原因，那么反演的时机就成熟了。我们对输出了解得越多，就越能确定造成输出的输入的特征。"
