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第十章


      我在前一章中提出了關於近十年來對白堊紀/第三紀滅絕事件
源於撞擊理論的爭辯可能很快就要解決了。支持這項理論的人們曾經
宣稱勝利過,然而各式意見或許將退潮。科學就是如此。不侷限於持
續的辯駁,我將揭露一個更廣泛的問題:在生命歷程裡,有可能生物
種的滅絕事件中,隕石撞擊是最主要的原因嗎?很奇妙的這是一個較
簡單的問題。這裡不祇辯駁單一的事件,,那種情況下一致性或巧合
性扮演重要的角色,這一章中將考量到整個滅絕的歷史以及一些模
式。

◎似有道理的爭辯
      在過去幾年間,我曾經幾度的向我的同行們提出隕石的撞擊或
許是造成大部份的滅絕之因。反應是非常奇特怪異的。最普遍的反應
類似於〝是否有可能一些大滅絕緣於其它不同的因素呢?〞。當我說
〝滅絕〞時,聽者往往讀為〝大滅絕事件〞。對大滅絕之因緣於隕石
撞擊被視為爭辯的議題,但是隕石撞擊是造成大部份滅絕之因的說法
是如此怪異,以致這類講法很少聽過。在一九八八年召開的滅絕學術
研會上,我宣讀了一篇論文述及撞擊造成滅絕的全球一致性。這個概
念顯然獲得好評,但大部份的理由是因為我標示出了──思維實驗,
並未宣稱要實際的相信它。

      是否能夠合理的想像小游興者彗星的撞擊能夠造成背景滅絕同
時造成五大滅絕之一或多數的大滅絕?是的,我肯定認為那會完全合
理的。從一章撰寫這本書的過程中,我深深感受到要抹滅掉涵蓋廣大
範圍的生物種大自然本身極大的困境。比方叢林野鴨,直到人類獵殺
之前,事實上是極安全的──至少在人類生存的尺度時間而言。在這
樣的事例中,第一擊致使地理分佈的減縮是普遍存在而重要的,甚而
可能是極其重要的。

      在更新世大冰期時,快速而嚴酷的環境壓力並沒有造成顯著的
滅絕高峰。有兩種可能的解釋是:(1)任何一種建構良好的生物種
其範圍含括了保護良好的空間來保持這個生物種(2)許多(或者大
部份)生物種很快速的遷移,較之氣候區的改變或者海岸線移動要更
迅速。顯然的,更新世的大冰河作用不足夠快速也不足夠嚴酷來獵殺
到太多的生物種。那麼另外還能有什麼樣的正常地質作用會超過這種
步伐以及這種嚴謹的程度呢?

      大陸漂移或許是可能性之一,尤其是從生物種/區域效應的角
度而言──因為大塊的陸地分離或者聚攏合併。我卻不認為這將可能
解釋滅絕的重要部份。在第七章中,我曾經討論到哺乳動物的滅絕緣
於沿著巴拿馬運河被迫遷移而來。這個滅絕是真實的,但是一般而言
微不足道同時不具有明顯的影響。

      第四章中所提到的獵殺曲線建立起滅絕與時間的關係。在這種
關係中,時間是最普通的因素,我們能夠假設斷言(做為執行假說,
思維實驗或者任何類似說法)所有生物種的滅絕都是由於隕石的撞擊
而造成的。如此一來,我們就能夠對兩者關係寫下程式,結合它們,
然後消除共同的變數──時間因子。我們這時剩下了單一的程式關聯
到滅絕與撞擊。圖10-1是這種程式的一個圖示,顯現在假想隕石撞
擊是滅絕的單一原因前題下,繪製的生物種被一個固定大小的隕石撞
擊後的獵殺曲線。曲線在隕石坑直徑大於150公里以上呈虛線,因為
這是Shoemaker所做造成隕石坑頻率的上限估算值。

<圖10-1解說:生物種滅絕與源於小游星或彗星撞擊造成隕石
坑大小的關係曲線。這個曲線無可避免的是結合了獵殺曲線
與Shoemaker估算的隕石坑形成頻率的結果──在操作假說
中,撞擊主要致使生物滅絕。這個曲線可信服的程度是量度
這個假說的效力。>

      下一個問題就在圖中撞擊/滅絕曲線是否值得信賴,當與其它
撞擊效應的資料去類比時。在Alvarez的研究,估算白堊紀/第三紀
的撞擊應該曾經留下一個直徑大約150公里的隕石坑,這樣對應到曲
線指示了生物種的獵殺大約為70﹪,非常接近於從那個事件中化石
紀錄所估算的滅絕狀況,到目前為止,一切似乎都很美好。超過這個
極限的曲線當隕石坑大小增加時,生物種獵殺量緩慢增加。由於這部
份曲線為虛線,其位置或許錯誤的,但是至少沒有預測將生命整體消
滅掉。這對我的原始構想有所助益,因為數學推演可能演變成截然的
不同,曲線或許當隕石坑直徑大到,比如說,200公里時,達到了100
﹪生物種的獵殺。

      在撞擊/滅絕曲線較低的一端,當非常小的撞擊(及隕石坑小
於直徑10公里時),獵殺曲線效應趨近於零。這也符合我們的假設
想像,因為有許多小型的隕石坑和不尋常的滅絕似乎無所關聯。全然
的依照這個曲線(及其程式),我們發覺到當隕石坑直徑直徑24.5
公里時,大約有5﹪的生物種滅絕掉,而這種事件平均每一百萬年發
生一次。而5﹪的滅絕大略是我們通常定義一個〝生物地層帶〞的層
次──那也是從全球或者近全球基礎上根據化石所認識到最小所的
地質時間單位。在地質剖面的全球許多部份,古生物學者曾經估算平
均的地層帶的時程大約是一百萬年。

      接下來的評論從任何角度而言,並不能證實撞擊/滅絕曲線是
有效的來解說因果關係,但是它們確實聽起來瞞合理的。這個曲線連
合兩個關係是經由完全獨立的來源──隕石坑與化石──而建立起
來的,而其結果頗合理。因而,這對指示撞擊乃滅絕之一般原因之說
加強其說服力。

◎觀察得致的爭辯
      接續下來,我們必需考量到是否在撞擊時間與滅絕之間真的有
所關聯。我將試圖做兩種嘗試,一個是對過去二十年間發表的多量銥
元素資料來分析。相較於銥元素而言,撞擊有更好的指示,但是銥元
素曾被更廣泛的研究過。第二個嘗試是針對一些已知隕石坑年代檢
視,看是否它們與滅絕相符合。

      除了白堊紀/第三紀界限而外,已經從另外六個地質層位報告
了極佳的銥元素異常現象,分別是:泥盆紀(Frasnian階,367ma 
BP),侏羅紀(Callorian階,157ma BP),白堊紀(Cenmanian
階,90ma BP),白堊紀/第三紀界限(65ma BP),第三紀(始
新世,35ma BP),第三紀(中新世中期,12ma Bp)與第三紀(上
新世,3ma BP)。

      這六個異常是否支持撞擊──滅絕的關聯性是可以辯駁的,同
時依賴了許多不同的因素。其中最老的一個泥盆紀的銥異常和主要的
滅絕一致。次一個侏羅紀的並非只要滅絕事件,但是卻與化石紀錄而
建立的中部/上部侏羅紀界限一致。再次一個白堊紀的異常就為人熟
知的滅絕,但被認為是和伴隨海洋中氧的耗盡(缺氧環境)有關。接
下來始新世的和滅絕相關,但並非主要的;它同時包括了其它撞擊的
證據。而中新世中期的與Sepkoski的資料庫中滅絕峰度符合,但並
沒有被古生物學者認識出為主要的滅絕事件。而最年輕的一個上新世
異常則為地理上侷限性的銥異常。其伴隨的滅絕則非主要顯著的。因
此,銥元素的紀錄是一個混雜的袋子。它是否支持了撞擊/滅絕關聯
性則面臨公開持續的辯駁。

      關於銥元素異常的資料有兩個嚴重的困境。第一個,大部份的
異常是經常是經由尋找已知的滅絕時間地層而獲得的。這可以理解,
因為分析銥元素既昂貴而且耗時。因此為什麼不先從你期望找到的點
去分析呢?但是在沒有滅絕事件時間面上缺少銥元素的資料若缺乏
的話,則這種關係無法很堅實的建立來。較廣泛的調查正在進行,但
是對撞擊/滅絕/銥異常的關聯性,現在仍然太早去做任何定論。

      另一個困擾在於在六個新的銥異常中三個顯示銥是侷限在所稱
疊層石的化石──那是微生物體吸取沉積物顆粒。因此,我們可以辯
稱,事實上曾經如此,高的銥富集僅是源於生物得以吸收並集中那些
原來就存在於海水中的銥元素。因此,銥或許與任何天外火星物體根
本無關。另一方面而言,或者生物攜帶不尋常量的銥,是因為海水中
濃度是由於經隕石撞擊後而提高的。

      是否有具某種規模的滅絕其缺乏了隕石撞擊的化學證據?肯定
的,有許多。最明顯的就是所有滅絕中最大的一個──二疊紀事件─
─所有試圖找尋撞擊的企圖迄今都失敗。那麼對支持撞擊/滅絕關聯
性最好的反駁點就是指出許多大型的撞擊,尤其是那些冰質的彗星,
並無需伴隨著銥元素。更進一步而言,二疊紀岩石富含銥元素或許曾
經存在,但是卻因侵蝕作用而消逝了──非常合理的可能性,因為撞
擊碎片沉積作用非常短暫而快速。

      現在回到真正的隕石坑,我們可以列出一份令人極為印像深刻
與滅絕一致性的清單。但是我也可能列出一份不怎麼吸引人的清單。
我們接下來看看一組擁護者的宣言,每邊都列出一個意見。

◎滅絕事件關係到隕石坑
      根據Grieve與Roberson在一九八七年具權威性的結論,直徑至
少在32公里以上,年代至少年輕於寒武紀初起,總共有十一個隕石
坑被陸續發現。32公里直徑的體積是很突顯的界限,因為這是必需
造成10﹪生物種滅絕(根據圖10-1的撞擊/滅絕曲線)所必需的。
在十一個隕石坑中,其中九個在地質上非常合理的準確定了年。這期
中,有幾個事實上具有地質年代與大滅絕事件完全符合。

      在五大滅絕事件中,其中有三個具有大型伴隨的隕石坑如表中
所示。其中地質年代是最可能的(最傾向接受)年代,其不準度個案
相異:(1)美國Iowa州,Manson地區(32公里直徑),65百萬年
隕石坑。相對應於白堊紀/第三紀界線滅絕事件,65百萬年;(2)
加拿大Quebec省,Manicouagan地區(100公里直徑),210Ma隕
石坑。相對於三疊紀──侏羅紀界限滅絕事件,208百萬年;(3)
加拿大Quebec省,Charlevoix地區(46公里直徑),360百萬年。
沒有對應的滅絕事件;(4)瑞典,Siljan地區(52公里直徑),368
百萬年;對應於泥盆紀Frasnian-Famennian界限滅絕事件,367百萬
年。

      就事實上保存並發現大型隕石坑的極低機率而言,令人驚異的
是在五大滅絕事件中有三個之多具有相對應的隕石坑存在。事實上,
比例太高,以致讓人推測每一個大滅絕可能不祇祇由一個撞擊造成,
而是經由集中的物體墜落群(可能是彗星雨),以致增加至少逼個隕
石坑能夠被保存下來。彗星與很久以來就被認為是可能造成干擾彗星
軌道經由隨意穿越的星體所造成的結果。

    有幾個較小規模的滅絕事件也與隕石坑的年代相符合。在俄羅
斯的巨大Popigai隕石坑(100公里直徑),定年代約三千九百萬年
前(39ma BP),不準確在±9百萬年──這和在新生代始新世末期
35百萬年滅絕極相符合。同樣的在魁北克省的Clearwater隕石坑(分
別為32公里與22公里直徑),同時形成於二億九千萬年前(290ma 
BP),不準確在±20百萬年。雖然在這個例子中不準確較大,但是
290百萬年的定年,根據一九八九Harland地質時間表,非常符合於
石炭紀末期的滅絕事件。

      少數並不相應於滅絕的大型隕石坑必然需要做進一步的調查。
然而不對應的案例實在太少了,很難抹殺掉隕石坑與滅絕之間的關
係。

      對小型,直徑不到32公里的隕石,雖然在地質紀錄中甚為普遍,
但是很少與認知的滅絕相關聯。可能唯一的例外,是在德國的Ries
隕石坑(24公里直徑)與鄰近的Steinheim隕石坑(3.4公里直徑)。
兩者都很精確定年在14.8百萬年前,不準度在正負0.7百萬年──非
常接近於在中新世晚期(12百萬年前)的小規模滅絕事件。
你是否信服了呢?

◎滅絕事件與隕石坑無關
      滅絕事件基本上是無從估算的,因為並無法去分割滅絕頻度的
連續性或不同的階段類別。五大滅絕事件與其它分隔出來的僅是因為
承繼習俗已。因此,雖然碰巧五個中間有三個似乎與隕石坑相對應符
合,當面臨其它滅絕的分類時會破滅,如果我們界定大滅絕為十個大
規模的事件,而不是五大,那麼滅絕與隕石坑的符合性比例將迅速下
降。因此,由於主觀上滅絕分類的特質,無心的偏頗無可避免,因而
任何統計學上的測試於任何結論成為荒得唐的。

      在所有滅絕事件中最大規模的──即二疊紀的事件──完全不
具有任何隕石坑的證據,因而必然是由其它的因素造成的。撞擊事件
與滅絕的年代界定也是不確定的。經由放射性同素定年的誤差可能來
自不同之源。雖然正負誤差通常提出,但是錯誤之源與方法上的誤差
估算很少被提及。然而即令誤差值被端上臺面呈現出來,許多隕石坑
定年極不確定,以致來對比於滅絕年代時常無所助益。例如,在
Charlevoix隕石坑360百萬年前的定年其發表的不準確為正負25百
萬年。因而,Charlevoix可能介於335-385百萬年之間,這個範圍之
中除了泥盆紀的Frasnian事件(367Ma)之外還發生好幾次的滅絕事
件。

      除了隕石坑定年結果不定外,滅絕事件的界定則更差。考慮侏
羅紀末期的定年,有一個重要的滅絕(即Tithonian階的滅絕事件)
則在撞擊/滅絕對應中被完全忽略了。在過去十年間所發表的五個主
要的地質時間表,侏羅紀末期的定年從130百萬年到145.6百萬年之
前的差距。

      考量到了這些定年的困境,那麼對任何隕石坑與滅絕的比對,
沒有任何意義。垃圾輸入,必然產生還是垃圾。

      隕石坑的大小也是問題,因為對兩個大型隕石坑缺少對應的滅
絕事件,始終沒有人談及。它們就是位在Nova Scotia外大陸棚上的
Montagnais隕石坑,以及在澳洲昆士蘭省的Tookoonooka隕石坑。
前者45公里直徑,51百萬年前造成;後者55公里直徑,128百萬年
前造成。兩者都遠大於32公里的最小界限,那是用來做為顯著生物
影響指標的下限。但沒有一個隕石坑伴隨有顯著的滅絕事件──除了
有些論文認為Tookoonooka與侏羅紀末期的界限(根據Harland 
1982年的地質時間表)接近。

      即使一個大型隕石坑不具相伴隨的滅絕事件是具決定性的矛盾
之處。如果從一個大的隕石撞擊事件所釋放的能量會造成大量生物種
的消逝,因此,滅絕必然要伴隨所有大型隕石坑而發生,而不是大多
數或者某些的大型隕石坑。這個是任何統計學上的質疑無所遁形之
處。

      從證據顯示,我們必然要下的結論是:在隕石坑與滅絕之一致
性必然為偶然的,採樣不足的,或許是經由篩選資料上的偏剖(無心
之過)所致。


◎評價
      在科學上發表的論文傾向於一種擁護支持的論點。在科學的撰
寫,往往難容許困惑或者不確定詞句的存在。很像是律師的信條中,
經常使用最強列的案例來支持每一個結論。我不知道它是如何開始,
但那是文化的一部份。雖然這種訓練有其益處,但其負面影響,卻阻
礙了科學的團隊尋求困難的研究議題──這些議題不具清晰的答
案,但卻需要討論並提出各種可能的不同假說。

      就我的觀點而言,我對上述相對立的論點都能給予支持。有很
大一部份本於如何去選取排比這些資料。第一個論點非常吸引人而且
對進一步的研究有正面的挑戰性。第二個論點則是較保首而負面的,
並且其作者顯然試圖不信服整個的概念。前者的作者似乎是善類,但
是後者的研究者則是較佳的科學家。堅持於嚴謹的邏輯與小心求證於
每一步驟。

      注意到兩方研究者都應用了一些陷阱與小手段來支持其論點。
前者基於觀察的一致性,忽略了Montagnais和Tookoonooka隕石
坑,而後者則強調這兩個隕石坑──他們沒又列入最新發表的隕石坑
清單(Grieve與Robertson,1987發表)。兩者都沒有引用文獻資料
的附加令人不敢茍同。最後一點,後者作者兩次提及,宣稱撞擊造成
的滅絕是歸罪於無情的偏頗是對敵人露骨的挑撥。在科學論文中這種
情緒無容身之所。

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