為什么這場關于古老寒流的爭論不會消亡?
大約13000年前,地球正在從最后一個偉大的冰河時代開始。數(shù)千年來覆蓋北美,歐洲和亞洲大部分地區(qū)的大片冷凍床單正在退縮。巨型哺乳動物 - 草原野牛,長毛猛犸象和劍齒貓 - 在苔原和草原上放牧或獵殺。數(shù)百年前,一群古印度的狩獵采集者最終成為了克洛維斯人,他們已經(jīng)從亞洲越過了一座陸橋,現(xiàn)在已經(jīng)遍布北美,用獨特的長矛獵殺猛犸象。
然后,在大約12,800年前,發(fā)生了一些奇怪的事情。地球突然陷入深深的寒意。北半球部分地區(qū)的氣溫比今天的氣溫高出8攝氏度。在地質時期,寒流只持續(xù)了大約1200年 - 僅僅是一瞬間。然后,就像突然一樣,地球又開始變暖了。但是許多巨型哺乳動物正在消亡。而克洛維斯人顯然已經(jīng)消失了。
地質學家將這種寒冷條件稱為新仙女木,其原因是一個謎。大多數(shù)研究人員懷疑來自融化的冰蓋和冰川湖的大量淡水涌入海洋,短暫地干擾了地球的熱傳輸洋流。然而,地質學家還沒有找到確鑿的證據(jù)證明這種情況發(fā)生的方式和地點,例如這條古老的洪水到達大海的路徑痕跡(SN:12/29/12,第11頁)。
但是十多年來,一組研究人員通過暗示突然深度凍結的宇宙原因激起了爭議。這些研究人員說,大約12,800年前,一顆彗星 - 或許它的殘余物 - 在曾經(jīng)覆蓋北美大部分地區(qū)的勞倫蒂德冰蓋上發(fā)生爆炸或爆炸(SN:6/2/07,第339頁)。
研究人員表示,這顆彗星的碎片最有可能在地球大氣層中爆炸,引發(fā)北美洲的野火。那些火災會產(chǎn)生足夠的煤煙和其他化合物來阻擋太陽并使地球變冷。大多數(shù)科學家認為1908年西伯利亞通古斯地區(qū)發(fā)生的類似地上爆炸(稱為空爆)的發(fā)生規(guī)模要小得多。該事件產(chǎn)生的能量與1,000枚廣島炸彈一樣多(SN Online:7/28/09)。根據(jù)假設的支持者,在新仙女座開始時類似但甚至更大的災難,將巧妙地解決幾個史前難題,包括導致大型動物滅絕的原因以及克洛維斯人發(fā)生的事情。
十多年來,科學期刊一直是影響這一影響假設的小規(guī)模沖突的戰(zhàn)場。這個想法吸引了來自一系列科學領域的反對者,包括古氣候學,物理學和考古學。批評者認為,對于假設的許多關鍵論點,幾乎沒有可復制或無可辯駁的證據(jù)。
“一遍又一遍,有些東西被認為是影響力的代名詞,”圖森市亞利桑那大學的考古學家和地質學家Vance Holliday說。“而且他們都是有爭議的,每一個人都有爭議。”
Allen West是一位退休的地球物理學家,他在亞利桑那州的Dewey擁有GeoScience Consulting,長期以來一直是影響假設的主要支持者。韋斯特承認,這一假設在各方都受到了打擊。“我們有不同學科的不同戰(zhàn)斗,”他說。他將這些戰(zhàn)斗與20世紀80年代的一場戰(zhàn)斗進行了比較,這些戰(zhàn)斗是關于一顆小行星是否在6600萬年前撞擊地球,殺死了除鳥類以外的所有恐龍 - 他注意到這一想法現(xiàn)在被廣泛接受。
韋斯特說:“近十年來發(fā)生了惡性,惡劣的攻擊。” “人們說它不可能發(fā)生,然后他們找到了火山口。這可能也是我們所需要的。“
事實上,沒有找到與新仙女木公園相媲美的隕石坑,北美的景觀 - 這種影響可能是零點,支持者說 - 已經(jīng)徹底檢查過了。在沒有直接證據(jù)表明存在影響的情況下,韋斯特及其同事轉向了間接證據(jù),發(fā)布了源源不斷的論文,概述了許多可能的影響跡象,所有這些都可以追溯到大約12,800年前。
最近的一次齊射發(fā)生在3月,當時韋斯特和二十多位研究人員在“地質學雜志”上發(fā)表了一對論文。這些論文包括來自冰芯的數(shù)據(jù)以及來自陸地和海洋的沉積物核心。韋斯特說,這些核心包含巨型野火的簽名,這些野火大約支持了大約12,800年前廣泛燃燒事件的想法。
這些文件迅速引起包括霍利迪在內的一些反對者的憤怒。“我們有10年的時間,我們必須處理。他們繼續(xù)建立在過去的記錄上,無視批評,“他說。“這只會讓我發(fā)瘋。”
一個假設的誕生
年輕的Dryas影響假說的第一次正式描述發(fā)生在2007年,當時四位研究人員在美國地球物理聯(lián)盟在墨西哥阿卡普爾科舉行的春季會議上坐在一群記者面前。包括韋斯特在內的研究人員近距離觀察了北美大約24個地點,這些地點顯示了一個可追溯到新仙女木開始的沉積物的“邊界層”。六個地點還有一層薄薄的富含有機物的沉積物,稱為“黑色墊子”,立即覆蓋在邊界層上。其中一些網(wǎng)站顯示出克洛維斯人占領的跡象。
墊子顯然標志著克洛維斯遺址占領與缺席之間的界線:例如,位于亞利桑那州的一個名為Murray Springs的遺址上的黑色墊子位于一群克洛維斯文物,一個火坑和幾乎完全鉸接的骨架之上。成年猛犸象。但在墊子之上,沒有這樣的文物; 在默里斯普林斯和其他地方,克洛維斯文化所產(chǎn)生的凹槽石頭矛點從考古記錄中消失,導致人們猜測人們神秘而突然地消失了。
West和他的同事在2007年報道了那些年輕的Dryas邊界層,包含各種有趣的項目,包括稱為微球的微小圓形磁化顆粒,其他沉積的磁化顆粒,小的碳顆粒,稱為富勒烯和納米金剛石的空心圓形碳分子?;瘜W分析還揭示了銥和鎳濃度以及木炭和煙灰的峰值。
單獨來看,這些物品可能是也可能不是外星影響的跡象:例如,當材料加熱然后快速冷卻時形成微球。它們可以在火山爆發(fā)期間形成,來自工業(yè)污染或由于外星人的影響。
但是,當這些標記結合在一起時,研究人員得出結論:在大約12,800年前,有一些東西襲擊了地球,并在大氣旱地的開始時在大氣層中爆炸。煤煙和木炭表明,這種影響引發(fā)了廣泛的燃燒,阻擋了太陽,并在北半球帶來了近千年的近冰期溫度。
因為找不到這個時代的撞擊坑,研究人員認為撞擊器在進入地球大氣層時可能已經(jīng)碎裂了。較小的碎片會在退回的勞倫蒂德冰蓋上大氣層爆炸時造成大量傷害,但它們不會在地面留下大部分吸煙孔。
這個消息引起轟動 - 科學家們對此很感興趣(SN:6/2/07,第339頁)。分散在整個大陸上的富含撞擊標記的層的前景絕對值得進一步研究。新墨西哥大學阿爾伯克基分校的物理學家Mark Boslough表示,最初,他從數(shù)據(jù)中獲取了數(shù)據(jù)。“我想,'他們正在談論一些有趣的事情。' ”
挫折感增加
然后包括Boslough在內的科學家開始進行自己的獨立分析。問題出現(xiàn)了。一些研究人員聲稱,他們無法找到一些聲稱的沖擊標記物的有力證據(jù),如微球和納米金剛石。其他人質疑許多新仙女木邊界層遺址的測年精確度,這會破壞一個事件同時影響他們的想法。
博斯洛說,他對擬議的撞擊機制的物理問題提出了質疑,這些撞擊機制的范圍從撞擊冰蓋的單個物體到大氣中爆炸的多個碎片。但Boslough說,沒有一種情況有意義。他在2012年寫道,要么碎片彗星的碎片太小而不能產(chǎn)生太大的能量,要么它們太大而不能留下隕石坑。
與此同時,霍利迪說,當談到克洛維斯文化的明顯消失時,新仙女木影響假設是一個不存在的考古問題的解決方案。像古代印第安人那樣制造克洛維斯積分的狩獵采集者并沒有長時間留在一個地方; 霍利迪說,毫不奇怪他們會繼續(xù)前進。
更重要的是,他補充道,“在克洛維斯文物制作完成之后,考古記錄中沒有神秘的'差距'。”緊隨克洛維斯時期之后,出現(xiàn)了一種不同類型的拋射點,稱為Folsom點。霍利迪說,古印度人民可能只是改變了他們的長矛技術,因為從狩獵猛犸象和乳齒象到野牛。
他補充說,對于像猛犸象這樣的大型冰河時代的動物來說,它們已經(jīng)衰落,但它們的消失并不是那么突然。“所有這些動物都跑來跑去,然后繁榮,在12,800年前它們剛剛消失?事實并非如此,“霍利迪說。“這些滅絕是全球性的,發(fā)生在世界各地的不同時期。”
3月份的論文主要關注野火,這是原始假設的長期方面。研究人員表示,格陵蘭冰核在新仙女木開始出現(xiàn)的銨態(tài)高峰顯示出大規(guī)模的生物量燃燒。這些數(shù)據(jù)之前是由堪薩斯大學勞倫斯分校的天體物理學家阿德里安·梅洛特及其同事在2010年提出的。他們認為這些冰芯中的銨離子可以通過外星影響得到最好的解釋。在同樣的巖心中也發(fā)現(xiàn)了類似于1908年的穗狀花序 - 這是西伯利亞上空爆發(fā)的年份。這些論文還描述了在寒冷開始時發(fā)現(xiàn)木炭中的峰值。
“這里最重要的是仔細比較[許多可能的影響標記],歸一化為相同的測年方法,”新影響論文的作者之一梅洛特說。他說,這些標記,包括先前描述的微球,銥和鉑塵的證據(jù),與同一事件引起的一致。
然而,耶魯大學的古生態(tài)學家和古氣候學家,生物燃燒專家詹妮弗馬龍已經(jīng)對北美的沉積物進行了自己的研究,其歷史可追溯到15,000到10000年前。她沒有看到大陸范圍內火災的證據(jù),這些火災特別適用于新仙女座的開始。
“我現(xiàn)在已經(jīng)研究了多年的木炭記錄,”馬龍說。2009年,她和同事報告了北美湖泊沉積物中木炭和花粉的數(shù)據(jù)。重要的是,她的研究中的沉積物記錄不僅包括年輕的Dryas寒冷事件的年代,還包括前后幾千年。
她的團隊發(fā)現(xiàn)了多個小山峰,但是沒有一個是在新仙女座的開始附近。“森林一直在北美燃燒,”她說。“在這個沒有木炭的大湖上,你找不到立方厘米的沉積物。”
當生態(tài)系統(tǒng)迅速重組并且可能有更多的死燃料時,這種火災可能是由氣候快速變化引發(fā)的。“這可能導致重大的植被變化和火災,”馬龍說。“我們不需要援引彗星。”
Marlon說,最近的論文中的數(shù)據(jù)問題在于,研究人員只關注一個很短的時間段,因此難以評估信號的真實程度。從她的數(shù)據(jù)來看,在新仙女座的末端,當?shù)厍蛟俅伍_始突然變暖時,似乎有更多的燃燒。
“這說明了生物質燃燒部分論文的基本問題,”馬龍說。“我不明白為什么他們會放大。這是讓我持懷疑態(tài)度的原因。”
霍利迪回應了批評。“他們大多數(shù)時間只在這段時間內進行采樣,”他說。他說,更有說服力的是來自15,000到20,000年核心的數(shù)據(jù),每隔5厘米左右采樣一次。“如果這是一個獨特的事件,那么在過去的15000年里,我們不應該看到類似的東西。”
韋斯特說,其他高峰是無關緊要的,因為影響假設并不意味著只有一個野火,只有一個發(fā)生在大約12,800年前。他補充說,新論文表明Marlon和她的同事沒有正確校準樣品的放射性碳日期。他說,如果做得正確,Marlon估計大約在13,200年前發(fā)生的一次火災實際上發(fā)生在幾百年后 - 大約在12,800年前。
Marlon說,無論校準如何,這些老事件的放射性碳測年都具有挑戰(zhàn)性。這就是為什么她以幾種不同的方式分析和比較她的網(wǎng)站,但仍然沒有找到12,800年的異常高峰。事實上,她說,許多網(wǎng)站當時沒有燃燒跡象。
至于影響假設的支持者是否忽視了科學批評,韋斯特拒絕接受這一點。“我們多次直接反駁這些批評,”他說。他和其他人正在準備的即將發(fā)表的論文將詳細描述那些反駁,例如他之前批評者在正確復制西方分析中所犯的錯誤以及他的同事用來識別關鍵影響標記 - 磁性小球。
然而,對年輕的Dryas影響假設的批評者說,太多的問題仍然沒有答案?;衾险f,他和其他人正準備回應“地質學雜志”的論文,概述了許多爭論點。
“面對和處理批評性評論和矛盾的數(shù)據(jù)是本次辯論中的一個重要問題,”霍利迪說。他補充說,沒有任何反駁可以處理各種批評,例如巖層和土壤的適當年代,以及動物滅絕和古印度考古學的矛盾數(shù)據(jù)。
“我們都喜歡一場很好的辯論,”馬龍說,“但我知道社區(qū)中存在很多挫敗感”,這種假設仍然存在。像影響假設的許多反對者一樣,她說新論文中提供的數(shù)據(jù)沒有改變她對彗星罷工的看法。“它沒有發(fā)生。”
同樣,Marlon了解這種誘惑力。“我也有過寵物理論。我們是模式尋求者。我們傾向于看到看起來像信號的東西,而且很多時候它們都不是。彗星更簡單,更具視覺吸引力 - 在某種程度上更具吸引力 - 而不是試圖理清Earthbound觸發(fā)可能導致如此突然的氣候變化。
“我希望證據(jù)對于[影響]更強,”她說。“當它變成一個更復雜,細致入微的故事時,它并沒有那么有趣。”
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