约6600万年前，一场小行星撞击事件消灭了地球上四分之三的动植物物种，其中最具代表性的便是恐龙的灭绝。然而，这场撞击究竟如何导致如此大规模的物种灭绝，长期以来一直是科学界激烈争论的焦点。《地球物理研究杂志：生物地球科学》近日发表的一项新研究指出，这次撞击产生了巨大的尘埃云，使高层大气急剧升温，将无处躲避的生物活活"烤熟"，并引发了大范围的野火。
阿尔瓦雷斯假说：大灭绝的主流解释
目前学界最广泛接受的大灭绝触发机制，被称为"阿尔瓦雷斯假说"，由已故物理学家路易斯·阿尔瓦雷斯及其地质学家儿子沃尔特共同提出。1980年，他们通过分析全球各地白垩纪—古近纪地层边界（即K-Pg界线）中异常高浓度的铱元素，得出结论：这场灭绝事件可能由一颗巨型小行星或彗星撞击地球所引发。铱是一种在小行星中比在地球上更为常见的金属。同年，荷兰地球物理学家扬·斯密特也独立得出了相似的结论。
此后，科学家将撞击地点锁定为墨西哥尤卡坦半岛的希克苏鲁伯陨石坑，该陨石坑于上世纪70年代末由地球物理学家首次发现。造成这一陨石坑的撞击体直径估计在11至81千米之间，足以熔化并喷射出地球深层的花岗岩，很可能引发了超级海啸，同时将汽化岩石和硫酸盐喷入大气层。据估算，此次撞击所释放的能量超过1945年广岛和长崎原子弹爆炸总能量的十亿倍。
这场撞击对全球气候造成了毁灭性影响，最终导致大规模物种灭绝。2022年，有科学家提出，众多物种灭绝而部分得以幸存的原因之一，可能与撞击发生在春季（至少在北半球）有关，这打乱了许多物种的年度繁殖周期。
尘埃云的致命效应
此次最新研究结合了此前的撞击模拟数据与地质观测结果。撞击发生后，部分汽化岩石在冷却凝结过程中形成了被称为"球粒"的微小岩石液滴。这些球粒在穿越地球大气层落向地面的过程中，会产生强烈的热脉冲——强度相当于烤箱的烧烤模式。然而，科学家们长期以来普遍认为，这种热脉冲的温度还不足以引发野火或将白垩纪的生物直接烤死。
转机出现在2023年，普渡大学行星科学家、本文共同作者布兰登·约翰逊对一项新发现产生了浓厚兴趣：一层极细的撞击后尘埃。他推测，这些尘埃可能由未能凝结成球粒的残余岩石蒸气形成。将大气中这层尘埃的影响纳入计算后，约翰逊表示："我们进入了一个在撞击后一到两小时内几乎可以杀死一切生物的范畴。"
将细尘纳入模型后，研究人员发现，恐龙及其他生物将遭受相当于人类致死剂量17倍的辐射热，这对绝大多数生物而言几乎必然致命——即便是皮糙肉厚的恐龙，皮肤也会被灼伤，并引发中暑。虽然这种辐射热可能不足以直接点燃木材，但研究人员认为，其强度完全足以点燃草地、地衣和松针，进而间接引发大规模野火。
"如此巨大的动能必然要有所去处，最终都会转化为热量，"约翰逊说，"尘埃云困住了热辐射，使地表及地表上的一切都如同被烤架炙烤一般。这才是恐龙和其他动物死亡的真正原因。撞击冲击波或火球的影响范围并不大，而这团蒸气羽流物质的全球性喷射，才使其成为一场全球性灭绝事件。没有尘埃云，后果也会很惨烈，会造成大量生物死亡，但不会演变成一场全球性灾难。"
对其他灭绝理论的影响
研究人员认为，这一发现排除了另一种假说——即此次大规模灭绝由火山活动引发、希克苏鲁伯撞击仅为最后一击的理论。但他们的研究结果与另一项假说相吻合：部分幸存的恐龙可能最终死于饥饿。大规模尘埃云可能遮蔽阳光长达数年乃至数十年，引发全球性的严冬。即便是尘埃本身，对生物而言也是持续的威胁。
"我们研究的2.5微米尘埃颗粒，与野火烟雾中令人担忧的颗粒物大小相同，"普渡大学共同作者亚历山大·约翰逊说，"这类颗粒会进入人的肺部，甚至进入血液循环，因此是重大的公共健康隐患。所以，即便有生物侥幸躲过了高温炙烤，也很可能因长期吸入这些颗粒物而健康受损。但从时间尺度来看，高温炙烤的危害来得更快。"
Q&A
Q1：希克苏鲁伯撞击是如何导致恐龙灭绝的？
A：根据最新研究，撞击产生的巨量尘埃云是关键杀手。撞击后，汽化岩石形成的细小尘埃弥漫至大气层，困住了大量热辐射，使地表温度急剧升高，相当于一个巨型烤箱。生物将遭受人类致死剂量17倍的辐射热，足以灼伤恐龙皮肤并导致中暑死亡，同时还会点燃草地和枯叶引发全球性野火。这一全球性热效应，才是造成大规模物种灭绝的主要原因。
Q2：阿尔瓦雷斯假说的主要依据是什么？
A：阿尔瓦雷斯假说由物理学家路易斯·阿尔瓦雷斯和其子地质学家沃尔特·阿尔瓦雷斯于1980年提出。他们的主要依据是：在全球各地白垩纪—古近纪地层边界中，发现了异常高浓度的铱元素。铱在小行星中的含量远高于地球，这一异常分布强烈暗示曾有大型小行星或彗星撞击地球，并由此引发了大规模物种灭绝事件。
Q3：希克苏鲁伯撞击后的尘埃云会持续多久？对生物还有哪些危害？
A：研究人员认为，撞击产生的尘埃云可能遮蔽阳光长达数年乃至数十年，引发全球性严冬，导致植物无法光合作用，进而让幸存动物因食物匮乏而饿死。此外，撞击产生的2.5微米细尘与野火烟雾颗粒大小相当，可进入生物肺部乃至血液，对健康造成长期损害。因此即便生物躲过了最初的高温炙烤，也可能因持续吸入有毒颗粒物而难以存活。