恐龙灭绝之谜新解
2006-10-08何相华吕加平
何相华 吕加平
一、背景及前人假说
1．恐龙称霸时代与恐龙T／K大灭绝
大约在6500万年前的中生代白垩纪至2．5亿年前的三迭纪晚期之间长达近两亿年的时间里，尤其在距今1．9亿年前的侏罗纪以后，恐龙发展到了巅峰。可大约在6500万年前，即中生代的白垩纪末期(地质上简称为K)和新生代第三纪初期(简称为T)两个地质期的交换之际，曾经繁荣庞大、统治地球达一亿六千万年之久的恐龙突然间全部灭绝，消失得踪迹杳无，这便是地球生物进化史上的T／K灭绝事件。
2．恐龙灭绝与各种假说
如此庞大悠久的恐龙为什么在T／K时期会突然灭绝，这是古生物考古界的第一大难破之谜。对于恐龙灭绝的原因，学者们提出了各种各样解释的假说，至今已达130多种。归纳起来大约有两类：第一类认为恐龙的灭绝是由地外突变因素引起的，主要是宇宙中小行星或彗星撞击地球所致；第二类认为是恐龙的生态衰竭，即由于气候、地貌、植物、疾病或其他动植物生态因素的灾变，使恐龙无法抗拒和不能适应而灭绝。这些说法和解释似乎有一定的道理，但仔细推敲起来，并不能令人满意和信服。比如属于第二类的放屁灭绝说认为恐龙灭绝是因为其放屁过多导致地球发生能使整个恐龙物种灭绝的温室效应。可是恐龙放屁排出的污气仅占空气总量的极微量，不可能污染整个地球的大气，何况植物可以净化空气。又如，如果恐龙因行星撞击导致寒冷和缺食而亡，或彗星撞击造成甲烷大火而在瞬间死亡灭绝，那么当时的低等动植物、鱼类、两栖类和诸如鳖类、蛇类、鳄类、蜥蜴类、龟类等这些与恐龙同时代生存并与恐龙有密切亲缘关系的爬行类动物以及众多的哺乳类动物，为什么能躲过劫难，并延绵至今呢?至于白内障眼疾说和各种疾病灭绝说、粪便垃圾污染说、集体自杀和食物中毒说等等灭绝说，其解释的立论更难以站住脚。
二、笔者新解
1．原因综述
那么恐龙究竟是由于什么原因而灭绝的呢?在探究追寻其真正可以令人信服的答案之前，人们应该注意这样一个史实，在恐龙灭绝之前的史前时代，其各种动植物有机体生长得极为迅速，体型惊人的庞大，到处都是巨大的木贼科植物、厥类植物和鳞木植物。当时，爬行动物在地球上占据统治地位，它们生长极快，体型巨大，重量惊人，行动时犹如一座座肉山。这些巨型动物的食物来源异常丰富，陆地上到处都是茂密的植物，江湖河海和浅水中可供食用的水生动植物更是取之不尽。当时整个生物界生机勃勃，繁荣昌盛，数量众多的食植性恐龙为食肉性恐龙提供了充足的食源。所不同之处在于那时的气温只比现在低一些，土壤中的肥料构成如氮、磷、钾、锰、硼、稀土等离子与现代的差不多，但二氧化碳比现代少得多。可是在恐龙灭绝以后至今的6500万年时间里，地球上自然界的动植物生命体都变得矮小量轻、生长缓慢、食量很小了。
也就是说，恐龙灭绝不仅仅是大型恐龙物种本身的灭亡，而且还包括恐龙时代庞大茂盛的动植物群和当时地球的生态环境的消亡。很显然，这是前面所列的任何一种假说都难以解释清楚的。可以肯定的是，能产生这种效应的，一定是某种有着强大而持久的、可以整个改变恐龙生存环境基础和基因结构的统一的自然力量。笔者推测这个主角很可能是水。
2．轻水与重水
水是一切生命有机体的主要组成部分和赖以生存发展的环境条件。
氢氧化合生成水(H2O)，但氢元素有三种同位素，一种是只有一个质子的氢，化学上称为“氕”，它在自然界中数量巨大，与氧元素化合后生成水，称为“轻水”(H2O)；第二种是有一个质子和一个中子的较重的氢，化学上称为“氘”，它在自然界中含量很少，与氧化合生成的水叫做重水(D20)。第三种是有一个质子和两个中子的氢，化学上称为“氚”，它在自然界中含量极微，可以忽略不计。氕和氘混合存在，所以它们各自与氧化合生成的轻水和重水也总是混合在一起而难以分开，这就是人们通常说的自然水或普通水。可以说地球上所有的自然水中都混杂有氘含量不等的重水，不含重水的自然纯轻水是没有的。
经科学家测试，在现代地球环境的常态条件下，海洋中所含重水的比例要比陆地上的略高，达到0．017％，而陆上水和陆地生物体内含有0．015％的氘氧重水。由此可见，地球上的生物数百万年甚至数千万年来已经习惯和适应了与含有0．015％浓度的氘氧重水相伴而生了。
(1)生命之祸的氘氧重水
重水(D20)与轻水的性质有很大不同：重水较难溶于有机体液体，沸点比轻水高1．41℃，密度较轻水大10％，粘度大20％。更重要的是，重水与轻水对生命体有着截然相反的影响和作用。
研究结果表明，氘对生命体的生存发展和繁衍是有害的，在水中不论氘的含量多少，对生命体都是有毒的。氘的含量越高，对生命体的毒害就越大，而生命体对于氘却又是毫无防御能力的。因此包括人在内的各种动植物生命体始终都在受到不同程度的氘中毒，只不过它们现在对于自然中的0．015％比值的含氘量已经产生了适应性。如果自然水中D／H超过了正常值0．015％时，对生命体的毒害就更大了。
(2)生命之福的氕氧轻水
氕氧化合生成的轻水则就不同了，它对生命体生长发展和延续特别有益。现在地球自然界中仍广泛存在有这种含氘量低于正常值的“生命之水”，这就是雪水和冰水。
轻水试验表明，含氘量低的雪水即轻水有抗衰老作用。科学家还指出，鲸鱼之所以长得很大，并生活在接近冰山的融冰边缘区域而不在赤道区，是因为寒冷极地附近水中的含氘量少，鱼类和浮游生物也容易繁殖。侏儒人和矮小动物主要生活在氘含量多的赤道非洲西部，而大型非洲动物象和河马均在氘的含量比正常值少的非洲东部。长寿的人也都生活在氘含量少的北方和山地。现实中“生命之水”的致活作用早在公元前1800年就已为人们所知，古埃及、中国、印度等文明古国都曾应用含氘量少的冰融水灌溉并而得以繁荣昌盛。
3．解释说明
(1)恐龙同时代地球生态大繁荣是水中氘含量极低所致
综上，笔者推断，中生代白垩纪末期以前的恐龙时代，恐龙和其他动植物生物体生长得如此庞大快速和繁茂，很可能就是因为当时地球上包括恐龙在内的动植物体内的水中氘含量极少，大大低于现在的0．015％D／H正常值的缘故。实验表明，自然水中的氘含量只要稍低于0．015％正常值，尤其低于正常值的25％以上，生物体就能得到良好生长发育，并大大增加体型重量和产量，甚至有益健康和长寿。这更加有力地证明了笔者的猜想。
(2)恐龙和同时代地球生态大灭绝是水中氘量激增的结果
同样可以推断，恐龙和同时代地球生态大灭绝很可能是由于水中的氘含量激增所致，氘含量过高使得包括恐龙在内一直生活在氘含量很低的水环境中的大型动植物纷纷发生氘中毒，最后终于灭绝，以水的低氘含量为基础的地球生态环境也随之
消失。
4．原因探究：降祸地球的宇宙空间氘粒子流
那么水中氘含量激增的灾变是怎么发生的呢?有科学测试证实，它很可能是来自宇宙空间持续射向地球的巨大氘粒子流。
经科学家测试和计算，在平常条件下，宇宙空间落入地球大气层的少量粒子流含氘量比水中高700倍，并且银河系宇宙空间的一些区域存在高浓度氘粒子区，其数量和密度比太阳射向地球的氘粒子流大得多。由此可以推想：6500多年前，当太阳系在银河系里穿过高浓度氘区域时，宇宙氘粒子流就会大量而又猛烈地射向地球，使地球上的氘量激剧增加。氘与氧化合生成重水，大大超过了当时恐龙和许多大型动植物所需要的氘含量正常值。首先的受害者是没有任何防卫能力的植物，它们大批枯萎死亡，并遗害种子，使之难以继续繁衍生存。一些大型的食植性恐龙一方面自身受到了大剂量氘中毒，另一方面则由于缺乏食物而陷于饥饿和疾病之中，纷纷倒下死亡，这又使食肉性恐龙失去食源而难以生存。结果这些恐龙和大型动植物一批批死亡灭绝。
5．进一步探索
(1)恐龙是怎样灭亡的?
目前国际学术界的不少学者认为，恐龙灭绝并没有像人们想象的那样惊心动魄，也不是在瞬间突然消失，它们和其他许许多多已经消失的物种一样，其灭绝经历了一个漫长的渐变过程。具体分为以下三个阶段：
①在太阳系刚刚进入银河系高氘区域边缘时，射到地球上的氘粒子还不很多，地球上的氘氧重水也不会突然大量增加，因此这时还不会发生恐龙大面积死亡，只有一些适应力较差的恐龙和植物逐渐走向死亡和灭绝。
②随着太阳系逐渐进入银河系高氘中心密集区域时，射向地球的氘粒子流也逐渐增大了起来，这使得越来越多的大型动植物因遭受到越来越严重的氘中毒而纷纷患病、、衰退、死亡，危及了对后代的繁衍，直至造成所有大型的恐龙和植物灭绝，也使地球低氘生态环境遭到彻底破坏，这就是发生在6500万年前白垩纪末期的T／K恐龙灭绝大灾变。但是这个时间也很长，考古界对恐龙化石进行研究后发现，包括恐龙在内的各种脊椎动物，尤其是大型恐龙，其消亡灭绝过程大约有50万年至500万年的时间，有些恐龙在古新世又生活了几十万年才最后消失，其中存在时间长达2000万年的角龙成为最后灭绝的一支恐龙。
③地球随太阳系穿出了高氘区，经过一段漫长的时间，地球上的氘含量终于停留在一个定值上稳定了下来，至此，恐龙灭绝的全部过程才算完成。
(2)恐龙灭绝后的地球生态
地球上新的高氘量生存环境使得地球生物发生两种不同的命运变化：
一些必须在低氘自然水和空气环境中才能生活繁衍的恐龙和植物大批死亡，直到灭种。
而有一些恐龙和其他动植物虽然也发生了氘中毒现象，但由于能够随逐渐增加的氘含量而日益得到适应，所以不仅生存了下来，而且还把能够适应高氘量生存环境条件的优势进化成新基因传衍下去。这其中除低等动植物、鱼类、两栖类，还包括形小体轻、少食杂食又善于变化的中小型恐龙和与恐龙有亲缘关系的鳖类、蛇类、龟类、蜥蜴类和鳄类动物，以及应变能力更强的哺乳类恒温动物。它们及后代不仅熬过了最艰难的大型恐龙灭绝高峰的白垩纪末期，而且又活过了以后氘量仍在微增的古新世，并以新的物种进化形态一直繁衍生息至今。
