经历杀死恐龙的小行星世界末日会是什么样子
经历杀死恐龙的小行星世界末日会是什么样子。图片来源：Shutterstock
（化石网cnfossil.com）据《对话》（迈克尔·J·本顿，莫妮卡·格雷迪）：一只巨大的霸王龙穿梭在她领地的针叶树间，嗅着空气。她从昨天吃的死角恐龙三角龙尸体上嗅到了气味。她走过去又剥了几片肉，但味道连她都觉得难闻。
她下到湖边喝水，小鳄鱼和爬进水里。但她几乎见不到他们。更有趣的是附近潜伏着一只装甲恐龙——甲龙。不过，她知道这恐龙不会轻松猎杀，她也没有绝望到会冒险打架的地步。她并不知道前方还有更大的危险。她抬头看到一道明亮的光芒急速向下，伴随着微弱的噼啪声和滋滋声。
我们的霸王龙对低频声音的听觉非常敏锐，她会被能感受到的震动所困扰。但她的难过只持续了一瞬间。转瞬间，她被烧成焦炭，世界永远改变。
这一切都发生在6600万年前，当时一颗巨大的小行星著名地撞击了地球，地点位于现在的加勒比海地区。白垩纪末期，海平面比现在高出100至200米，因此加勒比海岸位于墨西哥东部和美国南部的内陆。撞击完全发生在这些水域内。
这一事件瞬间引发了地球及其大气层的变化，导致恐龙及地球上约一半其他物种的灭绝。但如果能经历如此巨大的影响会是什么感觉呢？你会看到、听到或闻到什么？你会怎么死——或者怎么活下来？
作为陨石学和古生物学的专家，我们基于数十年研究制定了详细的时间线，带你直达这一目标。那么，让我们从回到白垩纪的最后一天开始。
倒计时还有一天
一切平静，白垩纪的一天照常进行。在即将成为零点的地方，气候温暖宜人，约26°C，且潮湿。确实经常如此。大约一周以来，这颗小行星只在夜间可见。因为这块巨石正直线朝地球飞来，看起来像一颗静止的恒星。没有戏剧性的尾巴;这是一颗岩石小行星，而非彗星。
前一天几乎没有预警。图片来源：Orla/Shutterstock Orla
在过去24小时内，白天的光线变得可见。但它看起来仍然像一颗恒星或行星，在撞击前的最后几个小时变得更亮。
T 等于 0：冲击
如果你靠近，首先会体验到一场简短的灯光和声音秀。在撞击前几分钟到几秒钟，你会看到那颗明亮的火球，以及伴随的噼啪声或嘶嘶声。这种滋滋声是光声效应的结果：火球的强烈光线加热地面，随后加热上方空气，产生压力波或声音。
接下来是震耳欲聋的音爆，这是因为小行星速度超过音速。但这颗小行星体积庞大，直径约10公里，几乎肯定会在撞击区附近的生物逃跑掩护前撞击地面。
这颗小行星巨大的能量通过一系列过程形成了一个陨石坑，这些过程合计只需几秒钟。当小行星撞击表面时，其动能（运动）能量会瞬间传递到表面，形式包括动能、热能和地震能（地震时释放）。这导致一系列冲击波加热并压缩小行星及其目标。
随着冲击波传播，岩石破裂、破碎并被喷射出，形成碗状凹陷或短暂空洞，约在撞击后十秒钟内形成。热量和压缩还会融化并蒸发大量物质，包括小行星本身，释放出白炽热的蒸气喷泉（其温度超过10,000 K，或9726.85°C）。
接下来的几秒钟内，空腔体积扩大到原始小行星直径的数倍。模拟显示，撞击后约20秒，瞬态空洞至少有30公里深——比目前地球已知最深的深度——11公里的挑战者深谷（太平洋马里亚纳海沟的一部分）还要深。火山口边缘高达20多公里，是珠穆朗玛峰8900米高度的两倍多。
但这个巨大的结构持续不到一分钟就开始坍塌。撞击后三分钟内，陨石坑中心反弹形成数公里高的山峰。山峰仅持续约两分钟，随后又坍塌回坑内。
无论是恐龙还是粪金龟，如果你靠近那个短暂的空洞，爆炸会瞬间焚烧你。但即使你距离震中2000公里，也很可能很快被热辐射和从撞击点扩散的超音速风杀死。
撞击后5分钟
撞击后五分钟，风力“减弱”至五级飓风水平，将距离撞击点约1500公里内的一切夷为平地。毁掉一切，也就是说，那些还没被烧毁的东西。该地区的大气温度超过500K（226.85°C）。这感觉就像被困在烤箱里——导致烧伤、中暑甚至死亡。木材和植物物质会被点燃，四处引发火灾。
由于小行星撞击了海洋，大气层也充满了超高温蒸汽，使飓风级的风力更加致命。
接下来是由大量岩石和水位移引起的海啸。这些100米高的巨型海啸首先袭击现今墨西哥湾的海岸，吞没了陆地，随后在退却时沉积大量碎片。
海啸浪高超过100米。图片来源：FOTOKITA/Shutterstock FOTOKITA
此时，陨石坑几乎达到最终尺寸——直径180公里，深20公里。但撞击造成的巨大洞穴并非唯一的结果。碰撞时排挤的岩石和蒸汽必须去到某个地方。北美多个地点显示，撞击产生的数米大小碎片被抛掷数百公里。
所以如果你距离震中2000公里到3000公里，并且挺过最初几秒钟，你很可能会死于过热、地震、飓风、火灾、海啸引发的洪水或撞击熔融。
但更远的地方到底发生了什么？撞击后的头五分钟内，现今中国或新西兰白垩纪森林中游荡的恐龙尚未受到干扰。
但不久之后，这种情况就会改变。
再过一个小时
陆地和海上的冲击波相比仍在从天空辐射的火焰来说只是小麻烦。部分撞击能量被转移到大气中，使空气和尘埃升温至发光。
到处都是大火。图片来源：fluke samed/Shutterstock fluke samed
撞击一小时后，一带尘埃环绕全球。从南部的新西兰到北部的丹麦，已在多个地点发现了凝固的熔融液滴（撞击球体）和矿物颗粒沉积物。在这些地方，你可能不会察觉到美洲周边的海啸或野火，但天空肯定开始变暗。
一天之后
此时，巨大的海啸正横跨大西洋向东移动，横跨太平洋向西，从两侧进入印度洋。
它们仍然高约50米——在全球多个海岸造成死亡和破坏。相比之下，2004年节礼日的海啸最高可达30米。海啸杀死被冲上岸边然后倾倒的鱼类和海洋生物，就像它们杀死沿海树木和淹死陆地动物一样。但海啸会逐渐消退，至少不会单独灭绝任何物种。
飓风级别的风力也已减弱，但热带风暴级的风力正掀起碎片，在受海啸影响的地区造成进一步的混乱和破坏。燃烧的天空也在全球引发野火——而这些火灾反过来将越来越多的烟尘带入大气中。这些野火的煤烟特征被发现以碳颗粒形式沉积在K-Pg边界的沉积物中——这是一层有6600万年历史的薄粘土层。
更远的地方，现代的欧洲和亚洲，天空依然充满尘土和煤烟，正如其他地方一样。随着阳光被遮挡，气温开始下降。包括浮游植物在内的树木和植物，会像进入冬季一样关闭，无法进行光合作用。任何依赖温暖环境的动物最终都会蜷缩死亡。
一周之后
天色越来越暗了。撞击后太阳辐射到达地表的模拟显示，大约一周后，太阳通量（即某面积的热量和光量）仅为撞击前的千分之一。这是由大气中的尘埃和烟尘颗粒引起的。
光照持续下降伴随着全球地表温度至少下降5°C。 这意味着大多数恐龙和其他大型飞行和游泳爬行动物很可能在这第一周内因冻死而死亡（体型较小、新陈代谢慢或饮食更灵活的爬行动物可能存活更久）。气温下降和云层覆盖也导致降雨。但不是普通的雨。酸雨风暴横扫地球。
酸雨产生了两种独立机制。第一个原因是撞击区的地质条件。小行星碰巧撞上了富含硫的沉积物区域，硫汽化，导致硫氧化物（由硫和氧组成的酸性且刺鼻的气体化合物）成为喷射到大气中的等离子体柱的一部分。其次，碰撞的能量足以将氮气和氧气转化为氮氧化物——这些高度反应性的气体可以形成雾霾。
温度下降最终使水蒸气凝结成液滴，硫和氮氧化物溶解形成硫酸和硝酸。这足以导致pH值迅速下降。早期模型显示，雨水的pH值可能低至1——与电池酸的酸性相同。
此时，地球并不是一个理想的地方。腐烂的植被、令人窒息的烟雾和硫磺气溶胶共同作用，使地球变得恶臭难闻。在陆地和浅海中幸存下来的动植物，在黑暗和寒冷中幸存下来，最终会屈服于腐蚀性的酸雨和海洋酸化。酸雨还会通过从土壤中流失钙、镁和钾等养分来杀死树木。浅海贝类、甲壳类和珊瑚也因酸性海水破坏骨骼而死亡。
一年之后
风势减弱，野火扑灭，海洋再次平静。看起来小行星碰撞只是海底上的一道疤痕。但它的影响依然具有破坏性。大气中依然弥漫着尘埃，太阳已经一年未曾照耀。气温持续下降，平均地表温度比撞击前低了15°C。冬天来了。
任何在第一周严寒条件下幸存的恐龙或海洋爬行动物，很快就会死亡。撞击一年后，这些巨兽只剩下腐烂的骸骨。偶尔，像老鼠和昆虫大小的哺乳动物等小型动物会藏在缝隙中，靠着储备和腐烂的植物勉强存活。
事实上，今年地球上的生命状况并不好：超过50%的植物因寒冷和缺乏阳光而死亡。类似的损失也发生在酸化浅海中的陆地动物和物种中。
菊石很快灭绝。图片来源：Domenichini Giuliano/Shutterstock多梅尼基尼·朱利亚诺
虽然大多数植物类群以及许多现代昆虫、鱼类、爬行动物、鸟类和哺乳动物的恢复速度相当快，但其他物种的情况并不乐观。陆地上的恐龙和翼龙已经灭绝，海洋中的许多爬行动物、菊石、贝勒姆奈特和鲁迪斯特双壳类也同样灭绝。菊石和贝勒姆奈特在食物链中地位较高，因此不仅受寒冷和酸化影响，还要因丰富的食物资源流失而受影响，比如较小的海洋生物。
十年之后
地球依然处于严冬之中。尽管大部分硫磺已从大气中排出，但尘埃和烟尘颗粒依然存在。平均地表温度仍比撞击前低约5°C。主要海洋尚未结冰，但世界各地的内陆湖泊和河流已被冰封。
显然，这时周围没有人类——甚至没有更大的哺乳动物。但鉴于唯一存活下来的物种是那些能挖洞或生活在水下的，你很难活到现在。
现存的植物和动物群体如、小型鳄鱼、蜥蜴、蛇、一些地面鸟类和小型哺乳动物重新繁衍了地球。但他们被迫退回到相对安全的有限区域，距离撞击点很远。这些地区现在获得了足够的阳光，使植物和浮游植物能够重新进行光合作用。随着叶子和种子为陆地和海洋的食物链提供基础，生命开始重建。
最终，生命回到了被毁灭的土地，但生态系统已大不相同，恐龙也已不复存在。
6600万年之后
如今，距离撞击已6600万年，碰撞留下的伤痕隐藏在地质层中——科学家们已经开始解读它们。研究人员首次报告了影响的证据是在1980年。在他们的经典论文中，诺贝尔奖得主物理学家路易斯·阿尔瓦雷斯（Luis Alvarez）及其合著者描述了丹麦和意大利特定粘土层中铱元素的突然浓缩现象。
铱在地表岩石中很稀有，因为大部分铱在地球初形成时被封存在地核中。然而，铱存在于陨石中，阿尔瓦雷斯及其同事推断沉积物中金属的积累速率极高，只能由巨型陨石撞击产生。
由于科学家们只在两个地点观测到了铱的尖峰，当时许多科学家否定了这一撞击假说。然而，在20世纪80年代，铱尖峰在越来越多的粘土层中被发现——陆地沉积的泥土、湖泊、海洋中。
1991年发现一个年代正确陨石坑后，对撞击假说的支持得到了加强。该陨石坑埋藏在较年轻的岩石之下，但在地球物理测量中清晰可见，半位于墨西哥尤卡坦半岛的陆地上，另一半位于近海。自1990年以来，关于撞击的证据有所增加，尤其是科学家们发现白垩纪末期确实发生了一次剧烈冷却事件。
总体估计，白垩纪末期存活的动植物物种中，有一半已消失。曾有人认为，幸存的群体，如许多植物、昆虫、软体动物、蜥蜴、鸟类和哺乳动物，竟然毫发无损地逃脱了。但详细研究表明事实并非如此——他们都受到了严重打击。
但无论是偶然还是运气，足够多的个体和物种能够在寒冷和食物缺失中存活，或者生活在影响较轻的地区。随着世界恢复正常，他们有机会迅速扩展到原有生态位，同时也占据了灭绝群体留下的空间。事实上，恐龙作为巅峰掠食者的灭绝的一个重要后果，是哺乳动物的成功扩散和进化。
当阿尔瓦雷斯及其同事首次描述撞击后温度下降时，他们称之为“核冬天”，反映了20世纪80年代初的政治氛围。现在我们可能更倾向于将这些影响描述为全球气候变化——类似事件目前正因大气中二氧化碳增加（洪水、温度波动）而产生。
值得一提的是，如果没有小行星碰撞，灵长类动物可能永远不会达到我们今天的水平。但同样值得关注的是，现代人类正在对大气造成与最终杀死爬行动物祖先相同的大气变化，这些变化可能最终也导致我们自身的灭亡。
