白垩纪-古近纪危机:为什么要寻找铱?

管理员 铱回收 2022-12-28 12:09:52 1021

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由于陨石撞击理论已经成为白垩纪-古近纪危机的解释,主要论点仍然是在白垩纪-古近纪边界对应的沉积层中发现了“异常”量的铱。这种通常在地球大陆地壳中几乎不存在的过渡金属的“丰度峰值”的发现确实是该理论的主要论据。但为什么这一发现的作者要寻找这种非常稀有的元素(以及其他元素,例如锇)?为什么他们发现的“峰值”表明大撞击发生在6600万年前?

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在70年代后期,至少有两个团队从事过此类研究。今天,这一发现的先在性归功于墨西哥裔美国地质学家沃尔特·阿尔瓦雷斯小组,该小组与物理学家路易斯·阿尔瓦雷斯(1911-1988年)、他的父亲以及化学家弗兰克·阿萨罗和海伦·W·米歇尔有关。这些研究人员的想法是量化对应于欧洲地形中白垩纪-古近纪边界的小粘土层的持续时间。Walter Alvarez假设这个持续时间比看起来的要长,即在白垩纪末期沉积速度减慢,将较长的持续时间凝结成较小厚度的沉积物。

为了估计沉积速率,一种方法包括测量一种物质的浓度,这种物质通常在地表岩石中不存在或非常稀有,但从太空带到地球,即独立于侵蚀和沉积的波动:如果沉积速度减慢,这种物质会集中在一层薄薄的沉积物中;相反,加速沉积会稀释大量沉积物。然而,物理学家路易斯·阿尔瓦雷斯(1968年诺贝尔物理学奖获得者)是测量陆地岩石中极少量稀有化学元素的专家。


铱和锇等元素几乎不存在于地壳中(平均而言,铱含量为每克岩石0.1纳克),因为在44亿多年前的地球分化过程中,它们基本上与铁一起存在于地核中。但这些元素在古代陨石中更为丰富,这些物质在重力的影响下通过凝聚、熔化和分化形成了像地球这样的大地行星。这种类型的微陨石在地质时间尺度上以持续不断的“雨”的形式经常到达地球。

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欧洲和北非部分暴露出白垩纪-古近纪边界的地方。突尼斯的ElKef遗址现在是该地质时间尺度边界的参考露头。

因此,Luis和WalterAlvarez希望测量铱和锇的“峰值”在白垩纪-古近纪边界的粘土中,这会显示出较慢的沉积速率。但他们测量到的峰值虽然很小(每克沉积物中约含100纳克铱,而旧沉积物和新沉积物中的含量约为0.25纳克/克),但结果却比他们预期的要大得多(是每克沉积物中约0.25纳克/克的含量)。围岩基值)。如果这种铱来自微陨石流,那么在意大利、荷兰和远至新西兰发现的这种浓度意味着几百万年的沉积停止!在考虑了其他他们认为不令人满意或更有可能的解释之后,沃尔特·阿尔瓦雷斯和他的同事发展了一个理论,与他们最初的假设相反,即大陨石大量供应铱,因此,这是一个突然的、从未被观察到的事件。可能与这次灾难性事件相对应的撞击坑直到十年后才被发现



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