恐龍滅絕之謎新解

何相華　呂加平

一、背景及前人假說

1．恐龍稱霸時代與恐龍T／K大滅絕

大約在6500萬年前的中生代白堊紀至2．5億年前的三迭紀晚期之間長達近兩億年的時間里，尤其在距今1．9億年前的侏羅紀以后，恐龍發(fā)展到了巔峰?？纱蠹s在6500萬年前，即中生代的白堊紀末期(地質(zhì)上簡稱為K)和新生代第三紀初期(簡稱為T)兩個地質(zhì)期的交換之際，曾經(jīng)繁榮龐大、統(tǒng)治地球達一億六千萬年之久的恐龍突然間全部滅絕，消失得蹤跡杳無，這便是地球生物進化史上的T／K滅絕事件。

2．恐龍滅絕與各種假說

如此龐大悠久的恐龍為什么在T／K時期會突然滅絕，這是古生物考古界的第一大難破之謎。對于恐龍滅絕的原因，學者們提出了各種各樣解釋的假說，至今已達130多種。歸納起來大約有兩類：第一類認為恐龍的滅絕是由地外突變因素引起的，主要是宇宙中小行星或彗星撞擊地球所致；第二類認為是恐龍的生態(tài)衰竭，即由于氣候、地貌、植物、疾病或其他動植物生態(tài)因素的災(zāi)變，使恐龍無法抗拒和不能適應(yīng)而滅絕。這些說法和解釋似乎有一定的道理，但仔細推敲起來，并不能令人滿意和信服。比如屬于第二類的放屁滅絕說認為恐龍滅絕是因為其放屁過多導(dǎo)致地球發(fā)生能使整個恐龍物種滅絕的溫室效應(yīng)。可是恐龍放屁排出的污氣僅占空氣總量的極微量，不可能污染整個地球的大氣，何況植物可以凈化空氣。又如，如果恐龍因行星撞擊導(dǎo)致寒冷和缺食而亡，或彗星撞擊造成甲烷大火而在瞬間死亡滅絕，那么當時的低等動植物、魚類、兩棲類和諸如鱉類、蛇類、鱷類、蜥蜴類、龜類等這些與恐龍同時代生存并與恐龍有密切親緣關(guān)系的爬行類動物以及眾多的哺乳類動物，為什么能躲過劫難，并延綿至今呢?至于白內(nèi)障眼疾說和各種疾病滅絕說、糞便垃圾污染說、集體自殺和食物中毒說等等滅絕說，其解釋的立論更難以站住腳。

二、筆者新解

1．原因綜述

那么恐龍究竟是由于什么原因而滅絕的呢?在探究追尋其真正可以令人信服的答案之前，人們應(yīng)該注意這樣一個史實，在恐龍滅絕之前的史前時代，其各種動植物有機體生長得極為迅速，體型驚人的龐大，到處都是巨大的木賊科植物、厥類植物和鱗木植物。當時，爬行動物在地球上占據(jù)統(tǒng)治地位，它們生長極快，體型巨大，重量驚人，行動時猶如一座座肉山。這些巨型動物的食物來源異常豐富，陸地上到處都是茂密的植物，江湖河海和淺水中可供食用的水生動植物更是取之不盡。當時整個生物界生機勃勃，繁榮昌盛，數(shù)量眾多的食植性恐龍為食肉性恐龍?zhí)峁┝顺渥愕氖吃?。所不同之處在于那時的氣溫只比現(xiàn)在低一些，土壤中的肥料構(gòu)成如氮、磷、鉀、錳、硼、稀土等離子與現(xiàn)代的差不多，但二氧化碳比現(xiàn)代少得多。可是在恐龍滅絕以后至今的6500萬年時間里，地球上自然界的動植物生命體都變得矮小量輕、生長緩慢、食量很小了。

也就是說，恐龍滅絕不僅僅是大型恐龍物種本身的滅亡，而且還包括恐龍時代龐大茂盛的動植物群和當時地球的生態(tài)環(huán)境的消亡。很顯然，這是前面所列的任何一種假說都難以解釋清楚的?？梢钥隙ǖ氖?，能產(chǎn)生這種效應(yīng)的，一定是某種有著強大而持久的、可以整個改變恐龍生存環(huán)境基礎(chǔ)和基因結(jié)構(gòu)的統(tǒng)一的自然力量。筆者推測這個主角很可能是水。

2．輕水與重水

水是一切生命有機體的主要組成部分和賴以生存發(fā)展的環(huán)境條件。

氫氧化合生成水(H_{2O)，但氫元素有三種同位素，一種是只有一個質(zhì)子的氫，化學上稱為“氕”，它在自然界中數(shù)量巨大，與氧元素化合后生成水，稱為“輕水”(H2O)；第二種是有一個質(zhì)子和一個中子的較重的氫，化學上稱為“氘”，它在自然界中含量很少，與氧化合生成的水叫做重水(D20)。第三種是有一個質(zhì)子和兩個中子的氫，化學上稱為“氚”，它在自然界中含量極微，可以忽略不計。氕和氘混合存在，所以它們各自與氧化合生成的輕水和重水也總是混合在一起而難以分開，這就是人們通常說的自然水或普通水?？梢哉f地球上所有的自然水中都混雜有氘含量不等的重水，不含重水的自然純輕水是沒有的。}

經(jīng)科學家測試，在現(xiàn)代地球環(huán)境的常態(tài)條件下，海洋中所含重水的比例要比陸地上的略高，達到0．017％，而陸上水和陸地生物體內(nèi)含有0．015％的氘氧重水。由此可見，地球上的生物數(shù)百萬年甚至數(shù)千萬年來已經(jīng)習慣和適應(yīng)了與含有0．015％濃度的氘氧重水相伴而生了。

(1)生命之禍的氘氧重水

重水(D_{20)與輕水的性質(zhì)有很大不同：重水較難溶于有機體液體，沸點比輕水高1．41℃，密度較輕水大10％，粘度大20％。更重要的是，重水與輕水對生命體有著截然相反的影響和作用。}

研究結(jié)果表明，氘對生命體的生存發(fā)展和繁衍是有害的，在水中不論氘的含量多少，對生命體都是有毒的。氘的含量越高，對生命體的毒害就越大，而生命體對于氘卻又是毫無防御能力的。因此包括人在內(nèi)的各種動植物生命體始終都在受到不同程度的氘中毒，只不過它們現(xiàn)在對于自然中的0．015％比值的含氘量已經(jīng)產(chǎn)生了適應(yīng)性。如果自然水中D／H超過了正常值0．015％時，對生命體的毒害就更大了。

(2)生命之福的氕氧輕水

氕氧化合生成的輕水則就不同了，它對生命體生長發(fā)展和延續(xù)特別有益?，F(xiàn)在地球自然界中仍廣泛存在有這種含氘量低于正常值的“生命之水”，這就是雪水和冰水。

輕水試驗表明，含氘量低的雪水即輕水有抗衰老作用?？茖W家還指出，鯨魚之所以長得很大，并生活在接近冰山的融冰邊緣區(qū)域而不在赤道區(qū)，是因為寒冷極地附近水中的含氘量少，魚類和浮游生物也容易繁殖。侏儒人和矮小動物主要生活在氘含量多的赤道非洲西部，而大型非洲動物象和河馬均在氘的含量比正常值少的非洲東部。長壽的人也都生活在氘含量少的北方和山地?，F(xiàn)實中“生命之水”的致活作用早在公元前1800年就已為人們所知，古埃及、中國、印度等文明古國都曾應(yīng)用含氘量少的冰融水灌溉并而得以繁榮昌盛。

3．解釋說明

(1)恐龍同時代地球生態(tài)大繁榮是水中氘含量極低所致

綜上，筆者推斷，中生代白堊紀末期以前的恐龍時代，恐龍和其他動植物生物體生長得如此龐大快速和繁茂，很可能就是因為當時地球上包括恐龍在內(nèi)的動植物體內(nèi)的水中氘含量極少，大大低于現(xiàn)在的0．015％D／H正常值的緣故。實驗表明，自然水中的氘含量只要稍低于0．015％正常值，尤其低于正常值的25％以上，生物體就能得到良好生長發(fā)育，并大大增加體型重量和產(chǎn)量，甚至有益健康和長壽。這更加有力地證明了筆者的猜想。

(2)恐龍和同時代地球生態(tài)大滅絕是水中氘量激增的結(jié)果

同樣可以推斷，恐龍和同時代地球生態(tài)大滅絕很可能是由于水中的氘含量激增所致，氘含量過高使得包括恐龍在內(nèi)一直生活在氘含量很低的水環(huán)境中的大型動植物紛紛發(fā)生氘中毒，最后終于滅絕，以水的低氘含量為基礎(chǔ)的地球生態(tài)環(huán)境也隨之

消失。

4．原因探究：降禍地球的宇宙空間氘粒子流

那么水中氘含量激增的災(zāi)變是怎么發(fā)生的呢?有科學測試證實，它很可能是來自宇宙空間持續(xù)射向地球的巨大氘粒子流。

經(jīng)科學家測試和計算，在平常條件下，宇宙空間落入地球大氣層的少量粒子流含氘量比水中高700倍，并且銀河系宇宙空間的一些區(qū)域存在高濃度氘粒子區(qū)，其數(shù)量和密度比太陽射向地球的氘粒子流大得多。由此可以推想：6500多年前，當太陽系在銀河系里穿過高濃度氘區(qū)域時，宇宙氘粒子流就會大量而又猛烈地射向地球，使地球上的氘量激劇增加。氘與氧化合生成重水，大大超過了當時恐龍和許多大型動植物所需要的氘含量正常值。首先的受害者是沒有任何防衛(wèi)能力的植物，它們大批枯萎死亡，并遺害種子，使之難以繼續(xù)繁衍生存。一些大型的食植性恐龍一方面自身受到了大劑量氘中毒，另一方面則由于缺乏食物而陷于饑餓和疾病之中，紛紛倒下死亡，這又使食肉性恐龍失去食源而難以生存。結(jié)果這些恐龍和大型動植物一批批死亡滅絕。

5．進一步探索

(1)恐龍是怎樣滅亡的?

目前國際學術(shù)界的不少學者認為，恐龍滅絕并沒有像人們想象的那樣驚心動魄，也不是在瞬間突然消失，它們和其他許許多多已經(jīng)消失的物種一樣，其滅絕經(jīng)歷了一個漫長的漸變過程。具體分為以下三個階段：

①在太陽系剛剛進入銀河系高氘區(qū)域邊緣時，射到地球上的氘粒子還不很多，地球上的氘氧重水也不會突然大量增加，因此這時還不會發(fā)生恐龍大面積死亡，只有一些適應(yīng)力較差的恐龍和植物逐漸走向死亡和滅絕。

②隨著太陽系逐漸進入銀河系高氘中心密集區(qū)域時，射向地球的氘粒子流也逐漸增大了起來，這使得越來越多的大型動植物因遭受到越來越嚴重的氘中毒而紛紛患病、、衰退、死亡，危及了對后代的繁衍，直至造成所有大型的恐龍和植物滅絕，也使地球低氘生態(tài)環(huán)境遭到徹底破壞，這就是發(fā)生在6500萬年前白堊紀末期的T／K恐龍滅絕大災(zāi)變。但是這個時間也很長，考古界對恐龍化石進行研究后發(fā)現(xiàn)，包括恐龍在內(nèi)的各種脊椎動物，尤其是大型恐龍，其消亡滅絕過程大約有50萬年至500萬年的時間，有些恐龍在古新世又生活了幾十萬年才最后消失，其中存在時間長達2000萬年的角龍成為最后滅絕的一支恐龍。

③地球隨太陽系穿出了高氘區(qū)，經(jīng)過一段漫長的時間，地球上的氘含量終于停留在一個定值上穩(wěn)定了下來，至此，恐龍滅絕的全部過程才算完成。

(2)恐龍滅絕后的地球生態(tài)

地球上新的高氘量生存環(huán)境使得地球生物發(fā)生兩種不同的命運變化：

一些必須在低氘自然水和空氣環(huán)境中才能生活繁衍的恐龍和植物大批死亡，直到滅種。

而有一些恐龍和其他動植物雖然也發(fā)生了氘中毒現(xiàn)象，但由于能夠隨逐漸增加的氘含量而日益得到適應(yīng)，所以不僅生存了下來，而且還把能夠適應(yīng)高氘量生存環(huán)境條件的優(yōu)勢進化成新基因傳衍下去。這其中除低等動植物、魚類、兩棲類，還包括形小體輕、少食雜食又善于變化的中小型恐龍和與恐龍有親緣關(guān)系的鱉類、蛇類、龜類、蜥蜴類和鱷類動物，以及應(yīng)變能力更強的哺乳類恒溫動物。它們及后代不僅熬過了最艱難的大型恐龍滅絕高峰的白堊紀末期，而且又活過了以后氘量仍在微增的古新世，并以新的物種進化形態(tài)一直繁衍生息至今。