生命差點遭遇的五次滅絕

自35億年前地球上第一次出現生命時起，曾發生過數次難以想像的巨型災難，使得生命差點 全部滅絕 。 然而生命還是倖存了下來……直到災難再次降臨？

曾在地球上生活過的物種中，99.9%都已滅絕。先別忙著流淚，這並非一場悲劇，因為雖然老的物種滅絕了，但也有新的物種出現，令生命始終得以繼續。正常情況下，物種滅絕的平均節奏是每年百萬分之一。

但有時，滅絕的速度會加快：可怕的災難襲擊地球，規模之大，不但威脅某座島嶼或某片海域的生命，而且威脅到地球上所有的生命。歷史上曾經發生過五次這樣的災難，每次都使這個星球一半以上的物種慘遭滅絕，或是寒冷的冰期，或是入侵物種泛濫，或是劇烈的火山爆發，或是隕星撞擊。

這些物種的大量滅絕卻也有好的一面，它們為新物種的出現提供了空間，讓地球的面貌煥然一新，也使生命走上新的演化進程。如果沒有6500萬年前的恐龍滅絕，哺乳動物的演化也就沒有機會變得如此多樣……你，連同你手上的這本《新發現》，都將不會存在！

一股冰冷的氣息

約5億年前，地球就像一個巨大的度假村。炎熱的氣候下，溫度高達30℃以上的海水淹沒了相當一部分陸地，雖然不是很深，但幾乎全部生命都身處其間。在那兒有著綿延數千千米的真正意義上的海中叢林。在巨大的珊瑚叢和蟲群建起的石灰管間游來游去的，是最早的魚類和叫做三葉蟲的節肢動物。

它們努力擺脫可怕的捕食者——槍烏賊的祖先，後者體長可達數十厘米，在當時可謂真正的怪物！

總而言之，溫暖的淺水中滋養著繁榮的生命……接著便是寒潮來襲了：冰蓋在數十萬年間（對地球來說只不過是眨眼一瞬）從兩極向全球蔓延，這便是致使80%海洋物種滅絕的冰期之始。

為什麼我們原本火熱的星球這麼快就調成「冷凍機」模式了呢？當時的太陽沒有今天那麼熱，但大氣中大量的二氧化碳彌補了太陽熱量的不足。這種氣體的作用如同溫室的玻璃，使熱量透入卻阻止其散逸。

吸收熱量的山脈

要使冰層出現、物種滅絕，就必須摧毀溫室效應，也就是說讓二氧化碳消失。究竟是誰做的這好事？科學家提出若干假設，其中之一涉及一段現已消失了很久的山脈。

災難發生前1500萬年，海洋里一派生機勃勃，兩個大陸板塊就像兩輛巨型碰碰車一樣撞在了一起。它們相撞後沒有倒退，而是繼續向前衝去，結果一個板塊升到另一個板塊之上，並衝出水面，探入空中幾千米，在如今北美東海岸一帶形成一片連綿起伏的山脈：阿巴拉契亞山脈。

但這片山脈自誕生起便註定要消失。因為它們由一種非常柔軟的火山岩構成，所以很快就遭到風雨的侵蝕。脫落的石子滾成小溪，最後如江河般匯入大海，在海底沉澱下來。

要知道這些含有硅酸鹽的石子就是偷走二氧化碳的罪魁禍首，它們被雨水侵蝕後會吸收大氣中的二氧化碳！因此山體所遭受的每一點侵蝕都意味著大氣中有一部分二氧化碳轉移到海底去了，在那裡這些氣體自然產生不了溫室效應。

鑒於阿巴拉契亞山脈的侵蝕速度如此之快——在七八百萬年內就被夷為平地，美國地質學家賽斯·楊（Seth Young）估計大氣中的二氧化碳有一半都被吸收了。由於當時太陽帶來的熱量遠不足以抵消溫室效應急劇減弱的後果，地球開始變冷，冰雪開始在極地形成。這便是災難的開始。

在南極，形成了一片體積比如今的南極洲還大兩倍的冰帽，它的重量壓垮了下面的岩石，並使其變形——這些岩石在今日的尼日還可以見到。要形成這個體積達6000萬立方千米的冰坨子，得需要水，很多水……而這些水來自海洋——數十萬年間，海平面下降了80米！

這場災難對海洋生物造成的打擊有兩方面：首先，海水溫度急劇下降；其次，使海洋生物集中的淺海乾涸。對無處可逃的珊瑚叢林以及其中的生物來說，環境變得又冷又干，等待它們的只有死路一條。

物種競爭

如果你穿著潛水服，乘上時光機，回到3.6億年前泥盆紀末期的海洋中，你絕對感覺不到一場災難正在那兒徐徐展開：

你在大片大片的魚群中穿行，努力躲避著鯊魚和盾皮魚（這種帶甲的駭人生物體長可達7米）的尖牙，下方則是布滿海藻和海綿的巨型礁石。然而，一片生機背後，75%的物種正在你眼皮底下慢慢地消失。

一場沒有硝煙的戰爭

這場看不見的災難並非一場大規模的物種滅絕，因為物種消失的速度其實比正常速度高不了多少。問題是，2500萬年里沒有誕生新的物種來代替它們！

雖然沒有隕星撞地球來得壯觀，但這場災難的後果卻是同樣地可怕。假設有兩家企業都準備裁員，第一家制定了計劃，一下子就解僱了50%的員工，這就是「隕星撞擊」式裁員；另一家則決定不再招收新的員工來填補已退休員工的空缺，這就是「泥盆紀末期」式裁員，這種方法隨著時間的推移也會取得和第一種相同的結果。

如果想要知道為什麼沒有新的物種誕生，那就重新穿上潛水服，跳入災難發生前幾百萬年時的泥盆紀的海水中去。當時生命分屬好幾個不同的「生態系統」，由於地理的阻隔而互相隔絕。每一個生態系統中的物種都不相同，也無法和其他系統中的物種接觸——至少在它們之間的阻隔消失之前無法接觸。

泥盆紀末期，由於地殼運動，所有大陸得以合併，很快形成一塊巨大的「盤古大陸」。同時，海平面上漲，之前阻隔各大洋的陸地都被淹沒——就好比美洲大陸被淹沒，太平洋和大西洋一下子併到了一起。原先棲息於不同陸地和海洋的物種開始比鄰而居，而一場爭奪領地和食物的殘酷競爭也隨之拉開帷幕。

比如歐美大陸（Euramerica）的淡水魚就敗給了相鄰大陸來的新敵人。但在這個新的唯一的生態系統中，還有著另外一種競爭，更加漫長，也更加陰暗。那便是「特適性」物種和「普適性」物種之間的競爭。前一類物種占多數，只適應它們原來的生態系統，特定的水溫、特定甚至單一的食物來源等。後一類物種則可以適應更大範圍的生存條件。這兩類物種之間的區別從它們的領地爭奪戰一打響就一目了然。

裝備懸殊的戰爭

對「特適性」物種來說，困難是巨大的，除非它們之中的一部分能在隔離狀態下慢慢演化成一個可以適應新環境的新物種，否則將全軍覆沒。

而「普適性」物種則不需要浪費這麼多的時間。鯊魚、海百合（生存至今的一大類海星），這些物種可以適應的溫度範圍較廣，食物方面也沒有什麼難題，只要有空間，它們幾乎哪兒都能生存，也不需變成新的物種。

既然如此，那麼想想，在泥盆紀末期的單一生態系統中究竟發生了什麼？每當一個物種消失，都在食物鏈中留下了一個空位，這個位置必然會被某個「普適性」物種佔去……「特適性」物種得不到任何緩衝的時間。

於是，2500萬年里，少數「普適性」物種擊敗眾多「特適性」物種，新物種的誕生完全停止。這是一場奇特的災難：這個星球上不缺生命，只是哪兒都是這麼幾個物種罷了。

巨型火山爆發

地球在歷史上，至少曾經有兩次困於火山炙熱的岩漿之下。首先是2.5億年前第一批脊椎動物剛剛佔領陸地的時候。地球表面變成了貧瘠的荒原，而海洋里的生命很快也所剩無幾，比一杯水裡的生命多不了多少：90%的海洋生命和70%的陸地生命在短短几千年的時間內就消失殆盡！這可怕的速度給這場滅絕帶來了「大末日」的稱號。時至今日，在俄羅斯還留有這場災難的大量印記。

如今的西伯利亞暗色岩（Siberian Traps）是一座座綠意盎然的山峰，令人想起《指環王》里那些田園景色。但這些岩石的成分是玄武岩，一種非常古老的火山岩。

2.5億年前，那塊地方簡直比魔多還不宜居，遍布火山和可長達100千米的熔岩湖，就好比地球裂開了一處碩大的傷口，沸騰的岩漿像血液一樣汩汩湧出。而如此噩夢般的氛圍統治了該地區將近100萬年之久。

地球上的地獄

「暗色岩與義大利維蘇威或是菲律賓皮納圖博這樣的爆裂火山不可同日而語。」法國格勒諾布爾約瑟夫·傅里葉大學地質學專家尼古拉·阿恩特（Nicolas Arndt）介紹道，「後一種，即爆裂火山，是由於岩漿庫體積相對較小，充滿氣體後在壓力作用下最終在表面噴發。而暗色岩則與地底深處直接相通。」

暗色岩更像是泉眼，岩漿從其中長時間大量湧出。西伯利亞巨型火山的源頭位於地下3000千米深處地幔和地核的邊界所在。

流出火山口的岩漿總量為600萬立方千米，可以將整個法國淹沒在1萬米深處之下。火山周圍約240萬平方千米的地區被岩漿澆成了不毛之地。至於地球上其他地區則充斥著毒氣，好像一個巨大的桑拿浴室。

酸性水域中的屠殺

據美國斯坦福大學地質學家喬納森·潘恩（Jonathan Payne）估測，西伯利亞暗色岩總共向大氣中釋放了13萬億到43萬億噸二氧化碳，差不多是每年人類活動所排放的二氧化碳總量的1萬倍。

還不只如此，尼古拉·阿恩特認為，西伯利亞暗色岩之所以會造成那麼多損害，是由於岩漿上升過程中加熱岩石所致：「有些沉積岩是之前的生物（植物或貝殼類）堆積而形成的，碳含量高。對它們進行足夠的加熱就可以將這些碳以二氧化碳的形式直接釋放進大氣層。」而西伯利亞暗色岩又正好蝕穿了通古斯盆地（世界上最大的沉積盆地）厚達1至8千米充滿有機物的沉積層。

這些沉積物經火山加熱後，釋放出超過100萬億噸的二氧化碳，比火山本身釋放的二氧化碳還要多！這麼多二氧化碳使得空氣和海水的溫度急劇上升。海水由於二氧化碳的緣故而酸性增強，海平面也快速上升。而在酸性海水中，珊瑚和貝殼類等「建築型」生物的防護殼難以保全，它們之中的大部分無法存活。陸地上的煉獄也一樣可怕，「大末日」後又過了1000萬年才有新的植被產生。然而到了2億年前，暗色岩的威力再次爆發，引來第二次大滅絕。

這次的暗色岩位於大西洋中。受到此次滅絕影響的有當時統治地球的合弓綱似哺乳爬行動物（mammal-like reptile）和主龍類動物。這些物種的滅絕給當時生活在它們陰影之下的小動物騰出了生存空間，而這些小動物就是最早的恐龍。

來自太空的打擊

在墨西哥尤卡坦半島的希克蘇魯伯，隱藏著一個巨型的大坑。這個大坑已被嚴重侵蝕，驚人的範圍又讓人難以憑藉肉眼察覺其存在。

但藉助衛星探測，地質學家很確定地告訴我們：這個大坑就在那兒，直徑近300千米。它並非某個古代的火山口，而是一塊巨型隕石留下的痕迹。

這塊隕石的直徑近10千米，撞擊釋放的能量約有廣島原子彈的50億倍。大約6500萬年前，這塊隕石的墜落使得海洋和陸地上76%的物種走向滅絕，其中包括當時統治地球已達1.4億年之久的恐龍。

恐龍遭遇滅頂之災

這是離我們最近的一場大型滅絕，留下的痕迹也最多。但這場滅絕也最為神秘。比如，我們不知道這顆隕石在大滅絕中究竟起著什麼樣的作用，因為就在同時，印度西部的德干暗色岩也開始爆發（這些暗色岩和西伯利亞暗色岩相比規模還是小了不少）。

但有一件事是肯定的：這兩件災禍結合到一起，後果極為可怕。隕石的撞擊毀滅了希克蘇魯伯周圍的所有生命。撞擊帶來的衝擊波夷平了方圓1000千米的森林，繼而又引發了一系列毀滅性的地震，海嘯的衝擊席捲了四面八方。

如果撞擊發生的地點在深海，那激起的海浪高度可高達5000米，足以淹沒地球另一端的海岸。由於隕石墜落的地點在深度只有近100米的盆地，因此席捲周圍的海浪高度也「只有」50到100米……相比之下，那些因撞擊而熔化並被拋入高空的岩滴似乎毫無危險可言。

然而正是這些岩滴造成了最大的危害。因為對恐龍來說極不走運的是，隕石墜落的地方非常特殊：它在穿過一層淺水後，擊中一片厚3000米富含石膏的岩石層——石膏含量這麼多的岩石層幾乎也只有在尤卡坦半島才有，而石膏成分中一半是硫化物。

這些硫化物一旦在高空中變成粉霧狀，便很快在地球周圍形成一層雲霧，將接收到的陽光全部反射回太空。如果這時從太空中俯視地球，我們的藍色星球應該就像是被一面明亮的鏡子包裹著那樣。而在這面鏡子之下則是無邊的黑夜。至少有1個月，沒有任何一束陽光能到達地球表面。

死亡的命運降臨到了海藻和植物的頭上，因為這些生物需要陽光才能生存。而草食動物由於失去了食物來源，也迎來了末路，接著輪到了肉食動物……隕石撞擊最具毀滅性的後果不是那巨大的衝擊力，而是它能將所有食物鏈的基礎——光合作用——完全切斷。當太陽在地球上重新升起時，有一些物種存活了下來。比如我們的祖先哺乳動物，以及部分恐龍。

這部分恐龍又繼續生存了幾百年甚至幾千年才最終滅絕，但一直沒有從那段漫長的黑夜中恢復過來。長夜過後又是半個世紀的寒冬，那是硫化物徹底從大氣中消散所需的時間。

撰文 Jér?me Blanchart

編譯 鄒沁

推薦閱讀：