地外撞击作用与地球灾变环境

撞击理论是美国物理学家Alvarez等(1980)根据白垩系-第三系(K/T)界线粘土层中发现的贵金属元素铱的异常所提出的。十几年过去了,科学家们围绕着这一理论开展了广泛的争论和多方面的研究,取得了不少成果。到目前为止,在世界各地白垩系-第三系界线上发现的铱异常已有百余处。不少地方还发现了冲击变质矿物和冲击层。研究还发现显生宙以来生物的大量绝灭和地外物体的撞击具有近乎一致的周期性,大约为26Ma。最近又在墨西哥Yucatan半岛发现了一个隐伏的环形构造,被认为是与K-T撞击事件有关的陨击坑。虽然如此,撞击理论仍面临着不少问题。特别是关于异常铱的来源、陨击坑的确定、撞击作用对地球环境的影响以及生物绝灭的机制等方面还存在着不少疑问。深入的研究工作仍待继续。

地外撞击诱发的气候循环和新冰期的形成

考虑全球反照率随温度的变化 ,利用零维能量平衡模式 ,对撞击能量与其诱发的气候循环和新冰期形成之间的关系进行了计算模拟研究 .当撞击坑的直径大于 1 5～ 2 0km ,全球气温在 1a的时间里会产生快速的降温 ,降温幅度取决于撞击能量的大小 .大约不到 1 0 0a的时间 ,下降趋势逐渐减缓 ,全球气温缓慢上升 ,并稳定在 2 5 0K .如果没有别的因素影响 ,这一平衡温度将会稳定地存在较长一段时间 ,有可能导致地球上冰期气候的形成 .结合新生代以来 6次撞击事件 ,包括 6 5Ma的白垩纪 /第三纪 (K/R)和 2 .4Ma的第三纪 /第四纪 (R/Q)界线事件以及距今 34Ma ,1 5Ma ,1 .1Ma和 0 .73Ma前的北美玻璃陨石、捷克斯洛伐克玻璃陨石、象牙海岸玻璃陨石和澳 -亚玻璃陨石事件的古气候变化记录 ,估算巨大地外撞击作用诱发的冷期—回升—正常的古气候循环 ,每一阶段所需的时间为 1 0 4 ～ 1 0 5a.多期次的 2 .4Ma撞击事件可能是诱发第四纪特有的、频繁激烈的周期性冰期