白垩纪-古近纪灭绝事件(英文名:Cretaceous–Paleogene 消光 event ,简称K-Pg灭绝 或K-Pg事件 )是大约发生在6600万年前(中生代白垩纪与 新生代 第三纪之间 )地球历史上的 生物集群灭绝 事件,也是五次大规模物种灭绝事件之一。 由于本次事件导致非鸟类恐龙全部灭绝,为哺乳动物和人类的幸存和繁衍提供了契机,故又称为恐龙灭绝事件 、白垩纪大灭绝事件 ,旧称为白垩纪-第三纪灭绝事件(简称K-T灭绝 或K-T事件 )。 由于 国际地质科学联合会国际地层委员会 不再承认第三纪是正式的 地质年代 名称,而由古近纪与 新近纪 取代。
白垩纪-古近纪灭绝事件中,当时地球上大约95%的生物都灭绝了。 除了非鸟类恐龙以外, 沧龙科 、 蛇颈龙目 、 翼龙目 、 菊石亚纲 以及多种植物与无脊椎动物也在这次事件中灭绝。哺乳动物与鸟类存活下来,成为 新生代 的优势物种。从演化生物学视角分析,恐龙并未完全灭绝,其一支后裔通过长期演化形成现代鸟类,因此当前生物世界可视为恐龙演化脉络的延续。 长期以来,造成此次事件的原因众说纷纭。科学家推测,这次灭绝事件是由一个或多个原因所造成。其中,最权威的观点是小行星撞击地球说。 1980年,美国人路易斯·阿尔瓦雷斯等人在6500万年前的 地层 中发现了高浓度的铱,而这样浓度的铱只能在 石陨石 中找到。于是他们推断出曾经有一个直径10千米的小行星撞击地球,引起了一场大爆炸,撞击产生的陨石坑直径将超过100千米,扬起大量烟尘遮蔽天空,这种情况持续了几十年。由于缺少阳光,植物无法光合作用而大量枯萎;食草动物因没有食物大量死亡;肉食动物也相继死去。 此后,科学工作者用了10年的时间,在 墨西哥湾 尤卡坦半岛 的地层中找到了这个大坑。据推算,这个坑的直径在180千米到300千米之间,年龄约为6505.18万年。
白垩纪 古近纪灭绝事件导致物种的大更替。恐龙等生物大量灭绝腾让出了大量的 生态位 ,为哺乳动物的分支进化铺平了道路,间接促进了人类的出现。
事件背景
6600万前的 白垩纪 晚期, 地球 发生了非常大的变化:海洋面积越来越小,陆地面积随之不断增大;地球上的板块不断运动,各个 大洲 的形状已经和今天非常相似;火山频繁爆发,地球温度不断升高; 被子植物门 发展迅速,逐渐取代了裸子植物的地位等等。恐龙已经统治了地球一亿多年。
事件过程
大约6600万年前,地球曾发生过一次巨大的灾难,最终导致恐龙和大量其他动植物灭绝,这在古生物学上是一个谜。人们在上 白垩纪 的 地层 里挖掘到了恐龙等生物的化石。
截至2025年9月,关于白垩纪大灭绝事件的持续时间,学界提出了多种即时和长期效应的说法,包括大气扰动与全球气候长期转变、可能由撞击诱发的火山活动以及最终的全球生态崩溃。而更瞬时的效应,如地震扰动、假潮(大型水体中可能产生的 谐波 )与巨型海啸的触发,但真实情况人们所知仍极为有限,所以灭绝事件的持续时长难以测定。
事件结果
当时地球上大约95%的生物都灭绝了。 除了非鸟类恐龙以外, 沧龙科 、 蛇颈龙目 、 翼龙目 、 菊石亚纲 以及多种植物与无脊椎动物,也在这次事件中灭绝。哺乳动物与鸟类则存活下来,成为 新生代 的优势物种。 据估计,几乎所有体重超过25kg的陆生动物都灭绝了。由此可以看出,较大体型的生物虽然在常规环境中可能具有一定的选择优势,但在环境突然变化的情况下,来不及产生新的适应性,生殖周期又较长,反倒容易灭绝。 而杂食性、食腐性以及食虫性生物在此次灭绝事件中得以幸存,很大一部分原因是它们食物的多样性,此外这类动物普遍体型较小,所需的食物量也相对较少。 白垩纪 末期几乎没有纯粹的肉食性和纯粹的植食性的哺乳动物。哺乳动物和鸟类以昆虫、蚯蚓、 蜗牛 等小动物为食,而这些小动物则以死亡的动物与植物为食;科学家假设,河流生物群落中的这些生物多以自陆地冲刷下来的生物有机碎屑为生,较少直接以活的植物为生,因此得以在这次植物群崩溃的灭绝事件中存活;海洋也存在类似状况,但更为复杂,其中生存在浮游带的动物所受影响远比海床动物更大。
判定方法
白垩纪-古近纪界线(K-Pg)前后伴随着 德干高原 的喷发以及 小行星 的的撞击,全球生物发生了一次大灭绝事件,最有名的便是非鸟类恐龙的灭绝,这使得K-Pg线附近的古气候、古生物研究成为国际热点问题。 恐龙(不包含鸟类)等生物的化石仅发现于K-Pg界线的下层,显示它们在这次灭绝事件发生时(或之前)已经灭绝。
灭绝模式
灭绝模式不是一个简单的模式,即所有物种都在铱异常时死亡。实际上,只有少数动物因陨石撞击灭绝,绝大多数动物在撞击中幸存下来,也有很多物种早在撞击前就已灭绝或者减少。简言之,尽管很多人都听说过“从天而降的 石陨石 导致恐龙灭绝”,但化石记录并不支持这一简单的假设。截至2025年9月,在科学界这个话题争论了40多年后仍在继续,而且没有任何结束的迹象。
浮游生物
在海洋世界,有两类浮游生物可能在撞击发生时就已灭绝(外观类似变形虫的 有孔虫 和颗石藻),实际上浮游生物中只有它们受到重创。相比之下,其他三类浮游生物(硅 藻类 、硅鞭藻类以及变形虫样的 放射虫 )几乎没有受到影响。
自20世纪30年代以来,已有科学家在着手研究关于有孔虫门(Foraminifera)在白垩纪与第三纪交接时的灭绝状况。自 撞击事件 可能造成 白垩纪 末灭绝事件的理论出现后,更多的科学家投入其中。底栖的有孔虫类主要以生物有机碎屑为食,随着白垩纪末灭绝事件造成大量海洋生物死亡,众多的底栖有孔虫类也跟着灭亡。在海洋生态圈复原后,底栖 有孔虫 类的食物来源增加, 物种形成 也跟着增加。其中浮游植物在 古新世 早期就已复原,为大型底栖有孔虫类提供了食物。
最早自 奥陶纪 之后, 放射虫 一度消失于化石记录。但在白垩纪/古近纪交界,可以找到少量的放射虫化石,没有证据证明当时的放射虫遭到大规模的灭绝。在古新世早期,可能得益于寒冷的气候,放射虫在 南极洲 区相当繁盛。上古新世,有接近46%的 硅藻 物种继续存活。这显示 白垩纪 末的硅藻灭绝程度并不严重,层度仅到种的程度。
海生无脊椎动物
化石证据显示,在白垩纪-古近纪灭绝事件的前后,海生无脊椎动物有相当大的变化。但同样因为化石证据的缺乏,无法得到真实的灭绝比例。在K-T界线之后。 头足纲 、棘皮动物、 瓣鳃纲 的属数量明显减少。
介形纲 ( 介形虫 )是 甲壳亚门 的一纲,这群小型动物在 马斯特里赫特 阶上层相当繁盛,在多个地区留下化石纪录。一个针对介形纲化石的研究,显示介形纲在古新世时期的多样性,低于第三纪的其他时期,但研究无法确定介形纲的衰退是在 白垩纪 末事件的之前或之后发生。
在 软体动物门 头足纲中,大部分物种在这次灭绝事件中消失,包括独特的箭石目以及高度多样性、分布广泛且数量众多的 菊石亚纲 ,只有 鹦鹉螺亚纲 (以现代的鹦鹉螺为代表)与 蛸亚纲 (演化成现代的章鱼、鱿鱼、 十腕总目 )存活。研究人员指出鹦鹉螺亚纲产的卵较大、数量较少,是它们存活下来的重要原因。而 杆菊石 产的卵数量众多、以浮游生物方式生存,因此在白垩纪末灭绝事件中灭亡。在全球各地的菊石灭亡之后,鹦鹉螺类的外壳开始辐射演化,演化出不同的形状,构造日益复杂,与昔日的菊石类似;在棘皮动物中,接近35%的属在这次灭绝事件中消失。
大多数海洋无脊椎动物(海绵动物、珊瑚、 海胆 、海百合、 蛇尾 、 腕足动物 和 苔藓虫 )受影响最小或根本不受影响,其中腕足动物还在 古新世 早期开始多样化。珊瑚纲石珊瑚目在白垩纪晚期有接近60%的属消失,没有存活到古新世;但具体到与进行光合作用的海藻共生共存的该目类群,这一比例同样接近60%。进一步的研究显示,栖息于温暖、亚热带、浅海地区的珊瑚,有98%的种灭亡。而栖息于较寒冷区域、透光带以下、单独生长且无法形成 珊瑚礁 的珊瑚,受到灭绝事件的影响则相对较小。两类巨型蛤蜊(盘状的叠瓦蛤和可形成礁的厚壳蛤类)在白垩纪-第三纪灭绝事件中全数灭亡,显然是因为德干火山喷发的气体对海洋的影响。其他 软体动物门 中,35%的 腹足纲 、55%的蛤和 牡蛎科 遭灭绝。但种种研究表明,它们是在 白垩纪 末期逐渐灭绝的。
陆地无脊椎动物
在北美洲的14个地点, 被子植物门 化石被用来研究昆虫的多样性变化与灭绝比例。研究人员发现,在K-T界线前的白垩纪 地层 ,有丰富的植物,昆虫很多样化。在古新世早期(约灭绝事件后170万年),植物群仍相当多样化,来自昆虫的采食则较少。
鱼类
在K-T界线的上下地层,有大量的有颌鱼类化石,可供科学家研究这些海生 脊椎动物 的灭绝模式。鱼类面临环境变动的主因是K-Pg事件,海洋与淡水环境减轻了该事件对鱼类的影响。现代鱼类世界主要由软骨鱼纲(45科846种)和 真骨鱼 支系( 辐鳍鱼纲 )(426科23637种)主导。在K-Pg界线鱼类灭绝模式中具有显著意义的仅有 软骨鱼 与真骨鱼。软骨鱼纲45科中,灭绝的7个科(多尖齿鲨科、弓鲛科、 砂齿鲨目 科、硬吻 鳐科 、 菱形 齿鳐科、高鳍鳐科、副古 蝙蝠鱼科 )均属单系群,属真实灭绝事件。换言之,软骨鱼纲中接近80%的鲨鱼、鳐目鱼的科级单元在K-Pg事件中幸存。真骨鱼中,有4个灭绝科(龙齿鱼科、鱼鳍鱼科、白垩鳍鱼科、匕首鱼科)涉及8属13种,均属单系群,为真实灭绝事件。因此,超过90%的 真骨鱼 科级单元幸存,无证据支持K-Pg界线存在 板鳃亚纲 大灭绝事件。
两栖动物
两栖动物在K-T界线未出现灭绝证据,且有明确谱系证据表明其没有因为该事件而大量灭亡。大多数成员都活了下来。 任何认为 尤卡坦半岛 石膏 层受到撞击而产生大量硫酸雨的极端假设都忽略了一个事实:由于两栖动物的皮肤多孔,少量酸就能摧毁它们。即使在今天,现代 酸雨 导致的酸度的微小变化也会对蛙类和蛛螈造成严重伤害,这也能说明酸雨并非K-T灭绝事件的重要因素之一。
青蛙 已知物种超过3500种,分布于除格陵兰和 南极洲 外的各 大洲 。现存科级单元21个,已灭绝科2个。在这23个科中,7个科的化石记录跨越K-T界线;7个科仅有K-T界线后化石记录;8个科无任何化石记录;仅有一个科可能代表 白垩纪 灭绝事件,但其最晚记录远早于K-T界线,且该科可能仅是基于非支序分类原则提升为科级的单属类群。
哺乳动物
主流哺乳动物从 负鼠 等 有袋类 变成 古新世 占主导地位的 真兽下纲 哺乳动物,但总体上多样性几乎没有下降。这种类似松鼠的卵生 多瘤齿兽目 在中国消失了,但在北美仍有存活。
所有白垩纪的哺乳动物主要族系,包括卵生的 单孔目 、多瘤齿兽目、有袋下纲、真兽下纲、磔齿兽 总科 (Dryolestoidea,原始的 兽亚纲 )、以及冈瓦那兽 亚目 (Gondwanatheria,属异兽亚纲),都在 白垩纪 -第三纪灭绝事件中存活了下来,但都遭受重大损失。生存在北美洲与 亚洲 的原始 有袋类 三角齿兽超科(Deltatheroida)遭到绝种。在北美洲的海尔河组,10种 多瘤齿兽 目中有至少一半成员,以及11种有袋类,都遭到灭亡。在白垩纪-第三纪灭绝事件的前3000万年,哺乳动物开始多样化。白垩纪-第三纪灭绝事件阻碍了哺乳动物的进一步多样化。
研究表明,尽管一些早期哺乳动物可能受益于恐龙的灭绝,但许多哺乳动物处于与现代哺乳动物亲缘关系不近的进化树分支上,并且很早就灭绝了。该研究还指出, 灵长目 、 啮齿动物 和有蹄类动物等现代哺乳动物物种直到很久以后,即 白垩纪 古近纪灭绝事件发生至少1000万至1500万年之后,才开始分化(多样化)。这段分化时期大约在5000万至5500万年前,代表了 始新世 时期的开始。
主龙类
主龙类演化支包含 鳄形目 、 翼龙目 、恐龙与鸟类。在马斯特里赫特期时, 翼龙 、非鸟类恐龙、 反鸟类 以及部分鸟臀鸟类支系全部灭绝。 鳄类 作为唯一的两栖性主龙类群,亦是科级单元跨越界线幸存率最高的类群。
鳄目
马斯特里赫特 期存在10个 鳄科 中,4个科:柱齿鳄科、 佩罗鳄科 、狭脸鳄科与副鳄科于此期绝迹。包鲁鳄科可能跨越K-T界线—— 玻利维亚 维拉维拉埃尔莫利诺组的犬齿鳄标本提示其存在。该地区 地层 原被认为属马斯特里赫特期,但后来的研究多将其划为 古新世 早期。另外5个科同时存在于 白垩纪 与 新生代 :甲鳄科(马斯特里赫特期-古新世晚期)、颤鳄科(马斯特里赫特期- 始新世 中期); 森林鳄科 最晚记录至 亚洲 始新世晚期; 鼍科 与鳄科含现生代表, 蒙大拿州 兰斯阶-普尔加阶记录证实鼍亚科两属及鳄科在种级水平跨越界线。除海生-淡水性的森林鳄科外,该类群多为陆生-淡水类型。鳄目的科级幸存率达50%,最显著趋势是大型 鳄类 (如北美巨鳄)未存活。
贝里阿斯期起源的 神龙翼龙科 是马斯特里赫特期唯一存在的翼龙科。翼手龙类在 白垩纪 中期达多样性峰值(10科),至马斯特里赫特期仅存该科。上马斯特里赫特期记录两属,无 新生代 翼龙目 记录,其灭绝模式呈现为晚白垩纪的渐进衰退。
恐龙
关于恐龙灭绝的研究文献数量,可能远超其他任何生物类群。关于恐龙的灭绝过程分为两派意见,第一派认为在白垩纪的最后数百万年,恐龙的多样性已出现衰退,第二派则支持白垩纪末恐龙突然灭绝。不过,恐龙类群数量在白垩纪末期无论突然下降还是渐进衰退均缺乏 统计学 支持。科学家无法在这两派意见中做出定论。非鸟类恐龙于马斯特里赫特期灭绝,其多样性在数百万年间持续衰退,北美地区最晚期可能出现加速下降。研究表明,这种恐龙自身多样性的持续性衰退可能在其灭绝过程中起到辅助作用,降低了恐龙类群的环境适应能力,阻碍了其在 小行星 撞击等重大灾害事件后的恢复能力。最后未再沉积的化石层位远低于标志K-T界线的铱异常层,其他大陆的有限数据均表明无恐龙存活至 古新世 。但全球其他地区的灭绝时间与模式仍无确证。
鸟类
晚白垩世并存两大鸟类支系: 反鸟类 作为优势陆生鸟类,与 鱼鸟 亚纲 (包括 黄昏鸟目 )及衍生现生鸟类的 扇尾类 共存。反鸟类未延续至马斯特里赫特期之后,部分鸟臀鸟类支系同样绝灭,但无确凿证据表明这些灭绝发生在K-T界线。尤其具齿的黄昏鸟目类群在坎帕期后毫无明确记录。有证据表明,大多数现代鸟类目级分类单元在 白垩纪 结束前已完成分化,因此成功跨越了K-T界线。
非主龙类爬行动物
现生三大爬行动物类群: 鳄形目 、 龟鳖目 与鳞龙类,均自白垩纪幸存至今。其中唯有鳞龙类主体为陆生动物。现生鳞龙类分为 喙头目 与 有鳞目 。喙头蜥目在中生代早期曾是分布广泛的繁盛类群,但至白垩纪中期已趋衰落,现仅存 新西兰 楔齿蜥一属。有鳞目(蜥蜴、蛇、 蚓蜥 )于 侏罗纪 辐射演化,在侏罗纪占据了许多不同的 生态位 ,白垩纪持续繁盛,成为现生爬行动物中物种最丰富、多样性最高的类群(逾6000现存物种)。
若将 鬣蜥科 与鬣龙科视为元分类单元,所有现生蜥蜴科级类群要么已发现晚白垩世代表物种,要么可通过 系统发育 树推演其存在(如依据姐妹群证据)。因此所有现生科均属明确或推断的经历白垩纪末灭绝事件的幸存者。在马斯特里赫特期存在的 有鳞目 爬行纲 类群中,仅 沧龙科 与多棱齿 蜥科 未在古近纪早期发现记录。
沧龙 是白垩纪晚期(土仑期-马斯特里赫特期)的大型海生掠食者(最大体长15米),北美证据表明其存活至马斯特里赫特期,涵盖 沧龙亚科 与褶掌沧龙亚科谱系。这类处于白垩纪海洋生态系统顶端的捕食者,对生态环境扰动极为敏感,其在白垩纪晚期的衰退并不意外。多棱齿蜥科分布在北美、中国、蒙古,属于小类群,虽未跨越K-T界线,但这些食硬质食物的蜥蜴在坎帕期达到多样性峰值后已显衰退趋势。K-T界线时期完全消失的常见蜥蜴是三个美洲蜥蜴科物种。结合多棱齿蜥类在晚 白垩纪 的衰退趋势,这一现象或许更多反映了美洲蜥蜴科自身的演化历史,而非 有鳞目 在K-T界线时期的普遍命运。
非主龙类的 海生爬行动物 ,包含 沧龙科 、 蛇颈龙目 ,它们是白垩纪时的优势海生掠食动物,但在白垩纪末灭亡。
陆生植物
关于K-T界线的宏体植物与微体植物记录,以美国西部研究最为深入,另辅以 南极洲 的微体植物数据。根据宏体植物数据分析,发现植物更替现象在区域K-T界线(以铱异常为标志)的前、中、后期均有发生,并将其归因于四个反映区域渐进增温的气候带。与宏体记录相反,美国陆生微体植物记录特征为:上白垩统孢粉形态类群在铱异常层位突然消失;铱层之上出现短期蕨类丰度峰值(蕨类尖峰);达宁期孢粉类群逐步出现。此类孢粉更替模式表明北美特有 被子植物门 类群可能受K-Pg事件冲击最严重,裸子植物、蕨类等 维管植物 与 苔藓植物 受影响较小。在 南半球 的高纬度地区,例如 新西兰 与 南极洲 ,植物群的物种并没有发生大量消失,但在植物的繁盛状况则有短期、剧烈的变化。在北美洲,有接近57%的植物物种灭亡。
基于大量研究数据,K-T界线 地层 存在独特的孢粉学灭绝层位:该层位与 化学 标志层重合,且通常上覆富含蕨类孢子的岩层。在 新西兰 剖面的晚白垩世多样化孢粉植物群与早古新世低多样性蕨类主导组合之间,发现了真菌含量暴增层。该真菌层与标志灭绝事件的铱异常层完全重合。这表明,由于 白垩纪 末灭绝事件,对植物群造成整体性的破坏,当时的腐生生物大量激增,例如真菌,这些生物不需依靠光合作用,而是通过分解死亡植物获得营养。真菌的繁盛只持续了数年。当大气层恢复正常后,光合作用植物(例如蕨类)开始再度生长。
今天绝大多数的被子植物科都存在于K-Pg事件之前,包括兰花、木兰和薄荷的祖先在内的物种都曾与恐龙同时生活在 地球 上。K-Pg事件发生后,地球上的大多数物种灭绝, 被子植物门 占据优势地位。
重要争议
对于 白垩纪 -古近纪大灭绝事件,古生物学家都试图揭开这个谜,他们提出了各种各样的解释。
陨星撞击说
长期以来,最权威的观点是 小行星 撞击地球造成恐龙灭绝,这个观点并不是主观臆测,而是有大量证据的。
1980年,美国科学家路易斯·阿尔瓦雷斯、儿子沃尔特·阿尔瓦雷斯、弗兰克·阿萨罗(Frank Asaro)、海伦·米歇尔(Helen Michel)等人在6500万年前的 地层 中发现了高浓度的铱,其含量超过正常含量几十甚至数百倍。这层高浓度的铱存在于 白垩纪 -古近纪(K-Pg)界线的黏土层中,铱在 地壳 中的含量较低,而在小行星等 天体 中的含量相对丰富,这一异常现象是 小行星 撞击 地球 的关键证据之一。 这样浓度的铱在 石陨石 中可以找到。因此,科学家们就把它与恐龙灭绝联系起来了。根据铱的含量还推算出撞击物体是相当于直径10千米的一颗 小行星 。这么大的陨石撞击 地球 ,绝对是一次无与伦比的打击,以地震的强度来计算,大约是里氏10.0级,而撞击产生的陨石坑直径将超过100千米。科学工作者用了10年的时间,在 墨西哥湾 尤卡坦半岛 的 地层 中找到了这个大坑。据推算,这个坑的直径在180千米到300千米之间,年龄约为6505.18万年。
小行星 坠落在地球表面,引起一场大爆炸,把大量的尘埃抛向大气层,形成遮天蔽日的尘雾。这种情况持续了几十年。缺少了阳光,植物赖以生存的光合作用被破坏了,大批的植物相继枯萎而死,鳄鱼属于 变温动物 ,可以连续数个月未进食;而与恐龙体型接近的庞大食草温血动物每天要消耗成百上千 千克 植物(这类温血动物需要更多食物来源以维持较快的代谢率),它们根本无法适应这种突发事件引起的生活环境的变异,只有在饥饿的折磨下绝望地倒下;以食草恐龙为食源的顶级掠食者(例如 霸王龙 )等食肉恐龙也相继死去。生物上的一个时代就这样结束了。
德干火山喷发说
国外有科学家在一项研究中发现,恐龙灭绝很可能是因为6500万年前的一次火山大爆发。火山爆发喷射出来的大量 有毒气体 ,摧毁了恐龙在 地球 上赖以生存的生态环境。约6600万年前,形成 印度 “德干岩群”的一系列火山喷发,向大气中喷入了大量的 硫 ,这给 地球 气候造成了毁灭性影响,大气温度曾下降2°C。在分析5.45亿年前地球大量物种被扼杀灭绝的历史事件中,火山喷发是两个主要解释之一。还有研究人员表示,远古时代有一段时间地球上的火山非常活跃,火山活动本身也许并不能造成恐龙的灭绝。但在火山爆发的时候释放出大量的铱元素,这种元素会导致恐龙蛋不能孵化出小恐龙,最终导致恐龙的灭绝。科学家发现在恐龙大量灭绝的 地层 里,这种铱元素特别丰富。不过,也有一些科学家对火山爆发所释放的有毒气体量进行过测量,他们对火山爆发的致死能力表示了怀疑。
小彗星撞击说
美国人K.J.休假设,一颗 彗星 曾坠落在海洋里,撞击时放出的热量使大气温度骤然上升,致使大型动物灭绝。彗星释放出来的 氰化物 和 二氧化碳 杀死了浮游生物和海洋中的生物。
马斯特里赫特期海退说
有明确的证据显示,在 白垩纪 马斯特里赫特阶发生了中生代以来最大规模的 海退 , 海平面 达到中生代以来最低的程度。在世界各地的一些马斯特里赫特阶 地层 ,最早的部分是 海床 ,较早的部分是海岸地层,最晚部分则是陆相地层。这些地层没有因为造山运动而倾斜、折曲的迹象,因此最有可能的解释是海退。目前没有海退原因的相关证据,较为普遍的解释是中洋脊的活动降低,而这些巨大 海底山脉 随着自身的重量而缓慢 沉降 于海底地层中。大规模海退会造成大陆架大幅消失,尤其是浅水地区的碳酸盐岩台地这类栖息地,而大陆架(或称陆棚)是海洋生物最丰富的栖息区域,因此海退有可能引发部分海洋生物灭绝;不过相关研究表明, 地平线 的变化并不足以导致菊石出现如此严重的灭亡情况。
海平面升降说
有科学家认为不断变化的海平面是恐龙和进化史上其他物种灭绝事件的罪魁祸首。按照科学家推算,数亿年前, 地球 与现在存在很大的差异。那时, 欧洲 是水深100米的浅海,海洋纵贯美洲中部,里面到处是巨型鲨鱼和大型海洋食肉动物 沧龙 。随着海水逐渐干枯,鲨鱼和 沧龙 就此灭绝。显然,海平面的升降不仅对海洋生物产生了巨大冲击,同时还影响到陆地动物群和植物群。
导致 地平线 升降的原因:一种解释是地球构造板块的移动,另一种解释则是气候变化。过去5亿年来,冰盾一直在经历形成、发展、融化和消退的过程。这些气候变化方面的诸多动荡是由 地球 绕太阳轨道运行的变化所导致的。
致命病毒说
美国科学家提出了一种新的解释,称恐龙灭绝很可能是是由携带致命病菌的昆虫造成。科学家们称,一些昆虫的出现和进化,尤其是所携带的新型病菌正是导致恐龙灭绝的最主要元凶。科学家们发现了一些保存在 琥珀 中的昆虫标本。这些可以追溯到恐龙灭绝时期的昆虫就是有力的证据。在一个昆虫的内脏中发现了导致 利什曼原虫 的 病原体 ,这种病即使在今天也具有很大的杀伤力,可以感染 爬行纲 和人类。而在另一个昆虫的体内,发现了导致 疟疾 的生物体,时至今日疟疾仍可以感染鸟类和蜥蜴。在恐龙粪便中,发现了 线虫 、 吸虫 和原生动物,这些微生物可以引发 痢疾 和其他腹部不适。在 白垩纪 晚期,整个世界气候温暖湿润,这些肠内 寄生昆虫 、利什曼原虫、疟疾、虫媒病毒和其他病菌就是在 吸血昆虫 的作用下开始传播的。流行疫疾的反复来袭,缓慢却不可逆转地导致了恐龙数量的减少。对于这些新型而强大的病菌, 脊椎动物 鲜有或者没有任何先天或后天免疫性,最终,大面积的疾病发作导致了恐龙的死亡和区域性灭绝。
恐龙是在成千上万年甚至上百万年的时间中,数量不断减少,最终从 地球 上消失。本次发现的携带新型病菌的昆虫以及长期以来 被子植物门 的蔓延,都与所知恐龙灭绝中的所有细节完全吻合。
气候变迁说
6500万年前, 地球 气候陡然变化,气温大幅下降,造成大气含氧量下降,令恐龙无法生存。也有人认为,恐龙是 变温动物 ,身上没有毛或保暖器官,无法适应地球气温的下降,都被冻死了。
物种斗争说
恐龙年代末期,最初的小型哺乳类动物出现了。这些动物属咽齿类食肉动物,可能以恐龙蛋为食。由于这种小型动物缺乏天敌,越来越多,最终吃光了恐龙蛋。
大陆漂移说
地质学 研究证明,在恐龙生存的年代 地球 的大陆只有唯一一块,即“泛古陆”。由于 地壳 变化,这块大陆在 侏罗纪 发生的较大的分裂和漂移现象,最终导致环境和气候的变化,恐龙因此而灭绝。
地磁变化说
现代生物学证明,某些生物的死亡与 磁场 有关。对磁场比较敏感的生物,在 地球 磁场发生变化的时候,都可能导致灭绝。由此推论,恐龙的灭绝可能与地球磁场的变化有关。
被子植物中毒说
恐龙年代末期,地球上的裸子植物逐渐消亡,取而代之的是大量的被子植物,这些植物中含有裸子植物中所没有的毒素。形体巨大的恐龙食量奇大,摄入被子植物导致体内毒素积累过多,终于被毒死了。
酸雨说
白垩纪 末期可能因 撞击事件 下过强烈的酸雨(这依撞击发生地点的 地层 成分而定),使土壤中包括锶在内的微量元素被溶解,恐龙通过饮水和食物直接或间接地摄入锶,出现急性或慢性中毒,最后一批批死掉了。
造山运动说
地球 在白垩纪晚期发生了地质上的造山运动。因为平地上长出许多高山,沼泽减少了,气候也变得不那么湿润温暖了。恐龙的呼吸器官不能适应干冷干热的空气,而且一到冬天,恐龙的食物也没有了,所以就走上了绝路。
超新星爆发说
超新星爆发引起 地球 气候发生强烈变化,温度骤然升高后又降得很低,也是恐龙灭绝的原因。
繁殖受挫理论
白垩纪 后期,首先,根据发现恐龙蛋化石的数量可推理,当时恐龙生存环境安然无恙,没有遭遇小星行撞击和漫长的寒冷气候,恐龙繁殖照旧旺盛,才能留下遍野的蛋。否则,遭遇撞击和 极端天气 ,恐龙都死亡了,那来的满山遍野蛋成为化石;其次,恐龙化石数量与恐龙蛋化石数量对比,再与其他生物化石数量对比,进一步证明恐龙的灭亡非外界因素所致;还有,自身原因导致恐龙灭绝。卵生动物在繁殖过程中,由于离开了母体,失去了极佳的孕育系统,错失了胚胎血液供氧机制,被束缚在壳内。依靠原始渗透供氧方式, 氧气 很难保证不间断地到达蛋壳内,蛋体积越大孵化越容易失败,由于缺氧导致钙骨化,孵化不出恐龙,自行灭亡。
多重原因说
2004年,J. David Archibald与David E. Fastovsky试图提出一个结合多重原因的灭绝理论,包括火山爆发、 海退 以及 撞击事件 。在这个理论中, 白垩纪 晚期的海退事件,使陆地与 海洋生物群落 面临 栖息地 的改变或消失。恐龙是当时最大的 脊椎动物 。首先受到环境改变的冲击,多样性开始衰退。火山爆发喷出的悬浮粒子,使得全球气候逐渐冷却、干旱。最后,撞击事件导致依赖光合作用的食物链崩溃,并冲击已经衰退的陆地食物链与海洋食物链。多重原因理论与单一原因理论的差别在于,单一原因难以达成大规模的灭绝事件,也难以解释灭绝的模式。
事件影响
包括恐龙在内的生物大灭绝导致物种的大更替。哺乳动物只是小型的,占据恐龙等生物还没有占据的少数 生态位 。恐龙等生物的集群灭绝腾让出了大量的生态位,为哺乳动物的分支进化铺平了道路,间接促进了人类的出现。 此外,恐龙灭绝后,茂密森林(包括热带雨林)终于出现。在一段时间内,地球上再也没有大型的陆生动物。短暂的爬行动物时代再次出现。哺乳动物的体型也在迅速增大。到了4000万年前,一些大型陆地和海洋哺乳动物逐渐演化成庞然大物。
相关证据
恐龙化石
恐龙(不包含鸟类)等生物的化石仅发现于K-Pg界线的下层。
植物化石
除了丰富的恐龙化石,植物化石纪录可重建出植物物种的大幅减少,成为灭绝事件的证据。在K-Pg界线以上的 地层 ,花粉化石证实该时期的优势植物是 被子植物门 ;在交界处的地层,花粉化石很少,主要是蕨叶化石。从K-Pg界线往上层探索,可以看出花粉化石的数量逐渐增多。在火山爆发后的地区,也可找到这种植物化石的改变模式。研究者认为,植食性恐龙等大型食草动物的消失、土壤养分变化以及选择性灭绝共同促成了这一变革。
海洋化石
化石记录的不完整性一直困扰着学者们确立 白垩纪 末期陨石撞击在晚 白垩纪 大规模灭绝事件中的作用。对来自欧洲特提斯洋西缘外陆架的最晚白垩纪宏观化石进行统计分析表明:(1)在K-Pg界线处或附近存在一次由陨石撞击引发的大规模灭绝事件;(2)白垩纪晚期,伴随K-Pg界线前夕的 海退 事件,有九种 菊石亚纲 的数量出现变动,也可能导致其灭绝;(3)绝大多数的叠瓦蛤科双壳动物在K-Pg界线前早已逐渐灭亡;(4)大约有六种菊石在这整个晚白垩纪期间持续经历背景灭绝。
最新研究
硅酸盐粉尘说
2024年, 比利时 皇家天文台、 法语布鲁塞尔自由大学 等机构的研究人员通过分析沉积数据,模拟了古气候的变化,认为硅酸盐粉尘在触发这一危机中才是恐龙灭绝的主要原因。这些微粒尺寸在0.8至8微米,形成巨大的尘埃云团升入平流层,随后散布全球,遮天蔽日,长期阻碍光合有效辐射。叠加撞击后形成的含硫气体和大火烧出的烟尘等物质的降温效应,可能造成了这一生物大灭绝的灾难。而模拟数据表明,撞击发生后硅酸盐粉尘的喷射量最大,而且这些粉尘和烟尘可以在大气中悬浮存在15年,相较而言,含硫气体虽然起初也能遮挡阳光,使 地球 温度变冷,但其 沉降 速度快,在大气中只停留近8年。由此综合来看,希克苏鲁伯撞击后可能通过对大气长达15年的干扰而对当时的气候造成影响。更为致命的是,受大量粉尘的影响,光合作用的恢复也需要大约两年。在此期间,暗无天日的阴冷环境会造成食物匮乏,不能长期适应这种环境的物种就可能会灭绝。
支持德干火山喷发说
2022年7月18日。中国科学院南京地质古生物研究所副研究员李莎、研究员 王博 、研究员张海春、研究员王启飞与 天津大学 教授 陈玖斌 、 中国地质大学 教授 万晓樵 等在国际 地球科学 知名期刊《地质学》在线发表署名文章。他们合作,利用 山东省 跨越白垩系/古近系界线的两口钻井的岩心资料,基于高精度的生物地层学、古生态学和 地球化学 方法,详细研究了德干火山首次喷发在东亚的记录以及湖泊环境和生物群对此事件的响应。研究结果为马斯特里赫特期末期变暖事件与德干火山首次喷发的耦合关系提供了强有力的证据,并表明该变暖事件对湖泊环境和生物群也造成了明显的影响。研究结果表明,德干火山活动使 地球 处于相对温暖的气候条件,而这种变暖可能使全球生物地球化学循环更接近于温室环境失控的临界点。这可能是 白垩纪 末期大灭绝发生的背景条件。
支持小行星撞击说
2021年2月,研究人员在《科学进展》杂志上宣布,他们已经将 墨西哥 尤卡坦半岛陨石坑中发现的小行星尘埃的化学成分与其他样本进行了匹配,这些样本的年龄与白垩纪末期灭绝事件的确切时间相吻合。当小行星在撞击后基本被蒸发时,该事件会引起大量的尘埃和碎片。这些尘埃会漂浮数十年,阻挡阳光,既改变了 地球 的温度,也极大地影响了植物的生长。当 地球 的部分地区开始迅速变化,并经历大规模的植物死亡时,食草动物会受到严重影响。随着这些动物的死亡,食肉动物也会因缺乏食物而最终死亡。
多重打击说
在破解恐龙灭绝之谜的过程中,印度西海岸靠近 孟买 的 德干高原 大规模火山喷发也被认为导致恐龙的灭绝。但“火山爆发说”并不能排除 小行星 的作用。1992年,人们在 印度 外海发现一个疑似陨石坑,它被认为是6600万年前的一颗小行星撞击而成的,当时处于特提斯洋(即 特提斯海 )。科学家以 印度教 毁灭之神的名字将这个陨石坑的盆地命名为“ 湿婆 ”。它作为多重 撞击事件 的可能陨石坑之一,其出现形成了一种看似更合理的观点,即来自火山和小行星的双重打击使恐龙毁灭了。
有研究表明,在墨西哥犹卡坦半岛的撞击发生后,恐龙并未消失,它们继续在地球上存活了100万年。这表明制造了“ 湿婆陨石坑 ”的那颗 小行星 极有可能是在此前造就了“ 希克苏鲁伯陨石坑 ”的那次撞击发生30万年后才到来的。也就是说,在“希克苏鲁伯陨石坑”撞击发生后,恐龙虽然受到了沉重的打击,但它们仍然在地球上存活了100万年,接下来的 小行星 的撞击才最终导致了恐龙的灭绝。这种多次撞击的情况也存在类似案例,1994年的 苏梅克-列维9号彗星 因潮汐力分裂,数个碎片在接下来的几天内陆续撞击 木星 。不论是火山说、多重打击说抑或“陨星雨”说,它们有一个共同的特点——更倾向于认为恐龙灭绝并不是突发的事件,它们至少遭遇了2次甚至多次的打击。