讲点物理恐龙灭绝的原因

中国小康网独家专稿小行星撞击地球为什么会导致恐龙灭绝？要解释这个，不得不提多年前因为冷战出现的核冬天的理论。

我读中学时很喜欢看关于恐龙的书，那时关于恐龙为何灭绝并无定论，我印象深刻的一个可能原因是，恐龙发展到后来，身体太大了，然后水源少了，庞大的恐龙无法降低自己的体温。

问题是，科学家并不知道恐龙是冷血动物还是热血动物，即使恐龙是热血动物，无法降低体温这个理由也解释不了为何小型恐龙没有存活下来。

当然，后来我们知道了，恐龙可能是突然灭绝的，而灭绝的原因极有可能和万年前一颗小行星击中墨西哥湾有关。年，一位名叫阿尔瓦雷兹的古生物学家发现，白垩纪地层在全世界的含铱量都很大。因为他父亲是一位物理学家，对核物理很熟悉，他就咨询了他父亲，他父亲告诉他，当一颗小行星撞击地球时，引发的核反应可以解释铱含量的异常。后来，他们果然在墨西哥尤卡坦半岛发现一个大得惊人的陨石坑，直径有一百多公里，并且，这个陨石坑中的含铱量很大。计算可得，撞击地球的小行星不小于10公里，从那以后，万年前这颗小行星导致恐龙灭绝成为一个主流理论。

小行星撞击地球为什么会导致恐龙灭绝？要解释这个，我们不得不提多年前因为冷战出现的核冬天的理论。什么是核冬天呢？人们认为，当时的美国和苏联如果互相向对方领土发射核武器，即使核武器本身不足以毁灭对方，核爆炸导致的后果也会毁灭人类。

核弹爆炸以后，释放出巨大的能量，将地面上的灰尘及其他颗粒物质卷入大气层中。核弹的当量越大，产生的这种效果就越明显。我们知道，地球的大气分为对流层、平流层、中间层等。灰尘一旦进入平流层，就很难落回到地面，因为平流层的大气主要以水平方向流动为主。这种情况可能会持续几个月，甚至几年。而因为这些灰尘遮蔽、反射、吸收了大量的太阳光，能够到达地面的太阳光就会很少，从而导致地面温度大幅度下降。

我们知道，植物生长需要光合作用，而光合作用积累的能量，是包括人类在内的所有动物所需能量的主要来源。一旦照射地面的阳光不足，温度降低，植物就会因为无法有效地进行光合作用而死亡。植物死亡后，动物因为无法获取足够的食物，随之也会死亡。最后的结果就是，地球上所有物种从此消失。有一种理论认为，恐龙灭绝可能就是因为一颗小行星撞击地球，产生的尘埃遮蔽了天空，引发了连锁反应。

这里我们就计算一下，把一公斤物质从地面送入平流层需要多大的能量。用重量乘上重力加速度，再乘上高度就可以了。结果是，需要十万焦耳的能量。实际上，一颗百万吨当量的核弹，爆炸后产生的能量可以达到接近一亿个亿焦耳。即使只有百分之一的能量转化为平流层灰尘的势能，那也有百万亿焦耳，足以将上亿公斤的灰尘送入平流层。

核大国之间一旦开战，相互发射核弹的话，大家就可以想象一下，将有多少灰尘被送入平流层，将对地球产生怎样难以估量的影响。当然，由于大国之间相互制衡，以及禁用核武器条约的签订，核战争与核冬天发生的可能性已经大大降低了。也存在另外一种声音，认为所谓的核冬天不过是杞人忧天，核弹爆炸也未必产生多大的影响。毕竟在人类历史上，还没有爆发过真正意义的核战争，核冬天也只存在于人们的想象和理论推演当中。然而可能性毕竟存在，即便只有万分之一的几率，考虑到后果的可怕，我们也要竭力避免核战争。（李淼）

（《小康》·中国小康网独家专稿）

本文刊登于《小康》年6月上旬刊

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