大约6600万年前,一颗直径10公里的小行星撞击了地球,导致白垩纪-第三纪灭绝事件,灭绝了曾经统治陆地的恐龙。美国科学家的最新模拟研究表明,撞击引发了一场全球性的火灾,大量的烟尘进入大气层,最终在地球上方形成一道屏障,使地球陷入黑暗中近两年。

这项由美国国家大气研究中心领导的研究发现,估计有150亿吨烟尘进入大气层,阻挡了超过99%的阳光到达地球表面。起初,天空漆黑一片,仿佛是一个月夜。随着时间的推移,天空逐渐变亮,但植物至少有18个月不能进行光合作用。

研究人员说,由于地球上的大多数植物都被撞击引起的火灾所破坏,处于海洋食物链底部的海洋浮游植物受黑暗的影响最大。由于缺乏光合作用,浮游植物死亡后,连锁效应最终导致许多海洋生物灭绝。

研究人员发现,即使只有50亿吨烟尘进入大气层,地球也需要整整一年的时间来恢复植物光合作用的条件。在这种情况下,地球陆地温度可能下降28摄氏度,而海洋表面温度可能下降11摄氏度。

发表在新一期《美国国家科学院院刊》上的这项研究还发现,由于煤烟吸收阳光,大气中平流层的温度变得非常高,导致大量臭氧消耗,并储存了大量水蒸气。这些水蒸气发生化学反应生成氢化合物,导致臭氧进一步消耗。煤烟被清除后,臭氧消耗将导致破坏性剂量的紫外线到达地球表面,这可能进一步对生物体造成伤害。

令人惊讶的是,分析显示,一旦蒸汽开始清除大气中的烟尘,这个过程就非常快。当煤烟带着水蒸气回到地球时,高层大气的温度开始下降,导致水蒸气凝结成冰粒,从而进一步清除更多的煤烟。在由温度下降和降雨引起的温度下降引起的降雨循环下,薄薄的烟尘层在几个月内被清除。

研究人员希望这项研究的结果能够比过去更清楚地描述白垩纪-第三纪大规模灭绝的过程,但同时他们也指出,他们的模拟研究有许多不足之处,例如以今天的地球为基础的模拟,以及地球目前的大陆位置与6600万年前略有不同,而且大气成分也不同。此外,他们也没有考虑火山爆发和其他情况。