1984年,两位古生物学家把过去5亿多年海洋动物的“消失记录”录入电脑,让机器寻找规律。屏幕上跑出来的结果让同行沉默了几秒:那些抹掉大量物种的灾难,似乎每隔约2600万年就来一次。这就是“周期性大灭绝”假说的起点。
一份化石清单,一组算出节律的数字。它究竟是地球的定时闹钟,还是统计学开的一次玩笑?
先把话说清楚
一句话定义:周期性大灭绝指的是:物种在较短时间内大规模消失的事件,在时间轴上看起来像是被排成了等间距的队列。
打个生活里的比方:你翻自家的电费单,发现每隔30天就有一笔大额支出。这可能是每月固定的房租,也可能只是你恰好把几笔偶然的大开销挤在了一起。要分清这两种情况,靠的不是直觉,而是统计。
那个2600万年是怎么算出来的
1984年,大卫·劳普和杰克·塞普科斯基用海洋动物科一级的化石数据库做时间序列分析,识别出若干次灭绝高峰,并拟合出约2600万年的间隔。需要说清楚:这是统计推断,并非哪台望远镜观测到的节拍。化石记录的时间分辨率很粗,一个灭绝事件的时间点往往带有百万年量级的误差。
换个尺度感受一下:把46亿年的地球史压缩成一年,2600万年大约只相当于两天。也就是说,地球在这一年里每隔两天就经历一次“大扫除”;而人类文明,只出现在这一年的最后几秒钟。
嫌疑人名单
谁在拨动这口钟?几十年来,被提出又遭否定的候选者不少。
- “涅墨西斯星”(Nemesis,假说推测):有人设想太阳有一颗暗淡的伴星,每2600万年靠近一次,扰动奥尔特云(太阳系外围的彗星库),把彗星雨泼向内太阳系。但天文巡天至今没有找到这颗星的踪迹,多数研究者认为它基本可以排除。
- 银河系的“上下起伏”(假说推测):太阳绕银河系中心转一圈约2.3亿年,途中还会像旋转木马一样上下穿越银道面,周期约3000万年。穿越恒星与气体密集的区域时,彗星受到的扰动可能增多。
- 地球自己(地质记录已有观测证实,具体机制仍属推测):板块运动、大火成岩省喷发、海平面剧变。2.52亿年前的西伯利亚暗色岩喷发,与史上最惨烈的二叠纪末大灭绝同期,约80%的海洋物种消失。2021年有研究分析了过去2.6亿年的地质事件,报告了一个约2750万年的节律,把火山、海平面与板块活动联系在一起;但它同样只是一次统计分析,而样本只有一个地球。
反对的声音:也许根本没有钟
问题在于样本太少。八次左右的灭绝事件,撑不起一条漂亮的周期曲线;而每起事件的时间点又有百万年量级的误差,你却想用它量出2600万年的节律,这好比用一把刻度模糊的尺子去量头发丝。多次重新检验中,周期性有时显著、有时消失,取决于选用哪些数据、如何界定一次灭绝的起止。所以更稳妥的说法是:周期性大灭绝目前尚无定论。可以确认的是大灭绝确实发生过至少五次;可以推测的是银河系环境可能影响彗星通量;而“存在一个严格周期”,仍是假说。
换一种问法
也许真正该问的不是“有没有钟”,而是“是不是同一批原因反复上演”。小行星撞击(6600万年前希克苏鲁伯撞击坑与全球铱异常,已是观测证实)、火山喷发、海水缺氧与酸化:这些机制本身就会在地球历史上重复出现。与其去找一只看不见的手,不如看清这台机器自身的节律。
回到1984年那台电脑
那串数字之所以让人不安,不是因为它证明了什么,而是因为它暗示:灾难也许有节奏。四十年过去,我们仍然不能确定那是节拍,还是噪声。
更值得琢磨的是另一件事:今天物种的消失速率已经远超大灭绝时期的背景值。如果地球真的有一口钟,那么这一次,拨动它的可能不是小行星。
延伸阅读
- 《大灭绝时代》,伊丽莎白·科尔伯特著,上海译文出版社
- 纪录片《宇宙时空之旅》(Cosmos: A Spacetime Odyssey,2014)
- 加州大学古生物博物馆网站 UCMP(ucmp.berkeley.edu)“History of Life”专栏