【博科园-科学科普】在地球的漫长历史中，有一些地狱般的插曲甚至连好莱坞最夸张的灾难片都像一个阳光明媚的野餐。白垩纪末期的灭绝是最著名的，因为它消灭了恐龙，并为哺乳动物的革命打开了大门——大多数人类都认为这是一件好事。
虽然这个故事很可能是熟悉的，但在那次灾难中究竟发生了什么仍然有很多重要的问题。在这个巨大的流星坠入海岸尤卡坦半岛之前，许多物种似乎都陷入了麻烦，也许部分原因是由于长期以来在印度发生的大规模火山爆发。这导致一些人质疑这种影响是否像它所证明的那样致命。但我们也在一些细节上填满了流星撞击会如何把地球弄得一团糟，其中包括令人震惊的海啸，肆虐的野火，以及令人震惊的气候效应。那么这种影响有多致命呢?
图片版权：Don Davis/NASA
由国家大气研究中心的查尔斯·巴丁领导的一个研究小组利用气候模型来研究这个故事的一个主要方面。在世界上的许多地方有一层薄薄的地质层，标志着撞击事件的发生时间。它含有明显覆盖在地球上的烟尘，大火将其喷向空中(这些火将会被重新进入大气层的残骸热在全球范围内触发)。
据估计在岩层中可以找到的烟灰的总量是由7500亿公斤到35万亿公斤不等的。研究人员根据这些估计进行了几次不同的模拟。在每一种情况下，煤烟颗粒被注入到大气中，因为煤烟吸收阳光，所以它会加热周围的空气，使空气上升，并带走烟灰。
模拟结果显示大部分的煤烟在一年内都从大气中脱落，但仍有足够的烟灰在空气中留下足够的烟灰，以阻挡百分之九十九的太阳光线，接近两年的时间两极清除速度最快。海洋的光合作用一旦达到百分之一的阳光就会结束，因此作者将其作为植物生命的门槛。
这是两年的长期的黑暗的世界，没有植物的生长，这可能足以解释海洋浮游生物物种的灭绝(以及食物链上的大多数物种)。
模拟结果显示在两三四年内，阳光照射到地球表面(颜色)的百分比。(注意现代大陆的位置被使用了，但在六千六百万年前，情况会有所不同)图片版权：Bardeen et al/PNAS
当然刺骨的寒风会伴随着暗淡的太阳而来。在模拟中平均海洋表面温度下降了11摄氏度(20华氏度)，而陆地上的平均温度下降了28摄氏度(50华氏度)。在最初的几年里，地球上的大部分陆地面积都在零度以下。只有在一些海岸和部分热带地区的有限区域才会脱离霜冻。
表面的冷却加上与煤烟加热的空气，会大大减缓水的循环，使全球降水量减少四分之三，持续六年甚至连季风也停止了。如果你在跟踪，一个黑暗的，冰冻的，沙漠的世界。只有很小的一块土地足够明亮，足够温暖，足够湿润，足以让植物生存。
对于那些设法通过这种荒芜生存的生物，条件实际上可以很快恢复正常。在平流层中，煤烟的含量下降，有一个临界点;一旦它被划掉，其余的很快就会被清理掉。这是因为大量的水蒸气也会上升到同温层，产生所有的煤烟，水蒸气就像一个行星的散热器，向太空发射热能，加速平流层的冷却。当烟灰水平下降到临界点以下时，吸收的阳光就会减少，水蒸气就会冷却和凝结。然后它会掉出来，在几个月内把剩下的烟灰拿出来。
在模拟中这个过程发生在7年，带回了阳光和大部分的降水。在这一点上，地表温度仅比起始点低5摄氏度，在接下来的10年里恢复正常。
值得注意的是研究人员使用了现代气候系统的模型，因此这张地图在6600万年前的位置上看起来与大陆有一点不同。他们只能模拟煤灰的一部分。流星撞击本身就会产生大量的硫酸盐气溶胶，它们会散射足够的光来冷却气候，但不会像煤烟一样把太阳晒黑。大量的二氧化碳也会被添加到大气中，在短期冻结结束后，在长期变暖的过程中，大气中会出现大量的二氧化碳。
这些东西如何与煤烟效应相结合呢？这还不清楚，但有趣的是煤烟的场景似乎已经够糟糕了，因为它本身就已经大灭绝了。很难想象它会变得更糟。
作者：SCOTT K. JOHNSON
来自：ars TECHNICA
编译：完美的球
审校：博科园
参考：Proceedings of the National Academy of Sciences, 2017. DOI: 10.1073/pnas.1708980114
