学科前沿

一、 岩石的“变脸”：一道清晰的时空分界线

二、 “湿润的古新世”假说？不，是河流自己“乖”了

三、 真正的幕后推手：恐龙，那个被遗忘的“园林大师”

四、 证据链闭合：为什么其他假说站不住脚？

五、 余波：恐龙“遗产”如何塑造了新世界

六、结语

一颗小行星，不仅带走了一代霸主，还顺手给地球做了一次全身“整容”。

想象一下，6600万年前，一颗小行星划破天际，撞出了著名的希克苏鲁伯陨石坑，也宣告了恐龙时代的终结（见：[Nature] 希克苏鲁伯陨石坑：一颗小行星如何终结恐龙时代？）。这听起来像一个旧故事的结束。但科学家们告诉你，这其实是一个全新故事的开始：当最后一头三角龙倒下，地球的陆地表面，正酝酿一场无声的革命。原本泥沙泛滥的河流，突然变得“守规矩”；原本水涝频繁的平原，一夜之间“疯长”出大片大片的煤炭森林。这背后的秘密，就藏在岩石里。

2025年9月15日，一篇发表在《Communications Earth & Environment》上的最新研究发现，恐龙不仅仅是地球的过客，它们曾是这颗星球最伟大的生态系统工程师。它们的灭绝，直接给地球做了一次“换肤手术”。今天，我们就来聊聊这场由恐龙“离职”引发的、持续百万年的地质巨变。

一、 岩石的“变脸”：一道清晰的时空分界线

如果你能穿越到白垩纪-古近纪界线（KPB）时期的北美西部，站在一个山坡上，你会清晰地看到脚下岩石的“变脸”。

下面的岩石，属于白垩纪最晚期的地狱溪组，它们通常是灰绿色的泥岩，看起来就黏糊糊的，代表着当时水涝频繁、土壤不稳的环境。而上面的岩石，则属于古近纪最早期的 Fort Union 组，它们通常是厚厚的砂岩，或者更直接的——一层乌黑的煤层，标志着稳定、湿润的沼泽森林的到来。

图1 这张图直观地展示了地狱溪组和Fort Union组典型的岩层样貌对比，一个以细粒泥岩为主，一个以厚砂岩和煤层为主

过去，科学家们大多认为这种岩相变化是海平面升降或气候变化这种非 生物因素）的杰作，跟恐龙灭绝这事儿关系不大。但事情真有这么简单吗？

一个关键线索将两者死死绑定在了一起：铱异常。铱是一种在地壳中稀有、但在小行星中丰富的元素。在全球各地的KPB岩层中，都发现了一层富含铱的薄薄粘土层——这正是那颗灭世小行星的“签名”。

本研究团队在比格霍恩盆地和威利斯顿盆地新发现了五处含有铱异常的KPB剖面。惊人的是，所有这五处铱异常层，都精准地卡在了地狱溪组与Fort Union组“变脸”的那个节骨眼上。这强烈暗示，岩相的剧变与小行星撞击是同步发生的全球性事件，而非偶然的叠加。这就好比在犯罪现场，凶器（小行星）和现场环境的剧变（岩相转换）被同时发现，它们之间很可能存在着直接的因果关系。

二、 “湿润的古新世”假说？不，是河流自己“乖”了

那么，岩相的剧变究竟意味着当时环境发生了什么呢？传统理论，即 “湿润的古新世”假说，认为是小行星撞击后，地球变得特别潮湿多雨，导致沼泽扩张，森林繁盛。

但这项新研究提出了有力的反驳。科学家们仔细检查了Fort Union组那些色彩斑斓的“杂色层”。过去，这些层常被解释为池塘或湖泊的沉积物。然而，团队在野外发现，这些地层以5-25度角倾斜、颗粒向下变粗、并显示出与倾斜方向垂直的古水流标志。

图2 F, G, H部分：这些特写镜头完美展示了“杂色层”作为点砂坝沉积的关键特征，如倾斜层理和古水流痕迹，一目了然

这可不是静水池塘的特征，这是河流点砂坝的典型身份证！点砂坝是河流在弯道处侧向迁移时留下的沉积物。这说明，古新世早期的河流并非淹没在广阔的湖沼中，而是变成了更宽阔、更稳定、更能“优雅”地蛇行弯转的大型曲流河。

与此同时，对古水流方向的统计分析也提供了佐证：古新世地层中河流方向的标准差更大，意味着当时的河流更加“随心所欲”地蜿蜒，这正是河流系统稳定的表现。

所以，真相并非环境变得更“湿”，而是河流的“行为模式”发生了根本转变。

三、 真正的幕后推手：恐龙，那个被遗忘的“园林大师”

既然不是水变多了，那是什么让河流突然从“狂野少年”变成了“沉稳中年”？研究团队将目光投向了那场大灭绝中最著名的受害者——恐龙巨型动物群。

想想今天的非洲草原。大象、犀牛等巨型食草动物是如何塑造环境的？它们推倒树木、践踏植被、啃食幼苗，有效地阻止了森林的封闭，维持了开阔的疏林草原景观。它们是名副其实的“生态系统工程师” 。

图3 “恐龙作为生态系统工程师” 的概念示意图：这张概念图生动地对比了恐龙灭绝前后植被与河流的互动关系，是全文核心思想最直观的体现

而白垩纪的恐龙，无论是重达15吨的三角龙，还是庞大的鸭嘴龙类，其体型和影响力都远超今天任何陆地动物。它们成群结队地活动，堪称 “行走的推土机”。它们的踩踏和进食，使得白垩纪晚期的植被保持开放或斑块状的结构，无法形成茂密的封闭森林。

这种开放的景观对河流有何影响？缺乏浓密根系的固定，河岸变得脆弱，河流容易决口、改道，将大量泥沙（碎屑沉积物）携带到遥远的泛滥平原上。这就完美解释了地狱溪组中常见的薄层砂岩和代表水涝土壤的涝渍土壤（指土壤孔隙被水饱和、长期处于积水状态）。

然而，当小行星降临，非鸟类恐龙骤然退场。失去了这些“园林大师”的压制，植被开始疯狂生长。在撞击后短短几十年到几个世纪内，封闭的森林树冠就可能形成。

茂密的森林用它们强大的根系“锁”住了河岸，使得河流变得稳定，不再轻易改道。于是，泥沙被限制在主河道附近，形成厚层的多期河道砂岩和点砂坝沉积。而遥远的泛滥平原则因缺乏泥沙输入，逐渐演变成有机质富集的沼泽，最终形成了Fort Union组那些标志性的煤层。

这就是团队提出的“恐龙作为生态系统工程师”假说：恐龙的灭绝，通过改变植被，间接重塑了全球的河流地貌和沉积记录。

四、 证据链闭合：为什么其他假说站不住脚？

有人可能会问，会不会是Cannonball海的海侵，或者拉腊米德造山运动导致的呢？研究团队也逐一进行了排查。

海侵假说：时间对不上。海侵发生在KPB之后约30万到90万年，是“后果”而非“原因”。

造山运动假说：过程太慢，且不同步，无法解释为何在广阔区域内岩层会如此整齐划一地“变脸”。

唯有恐龙灭绝这一全球性、瞬时性的事件，才能完美解释这场同步、持久（延续超百万年）且风格统一的地质变革。

五、 余波：恐龙“遗产”如何塑造了新世界

这场由恐龙“离职”引发的环境剧变，其影响远不止于岩石。它很可能为后来哺乳动物的崛起铺平了道路。

开阔的、易发洪水的白垩纪环境，曾经是早期开花植物这类“机会主义者”的乐园。而随着森林树冠的闭合，阴凉的林下环境促使植物演化出更大种子以储备能量。同时，树栖的、食果的哺乳动物（包括我们灵长类的远古亲戚）迎来了它们的黄金时代，一个全新的、被森林覆盖的星球，正式拉开了序幕。

图4 这张示意图总结了北美西部多个盆地KPB处一致的岩相变化，显示了这一现象的广泛性，为文章提供强有力的收尾

六、结语

所以，恐龙的故事远不止“灭绝”二字。它们是活跃的、强大的地质营力，用自己的身躯和习性，日夜不停地雕刻着史前世界的地貌。这项研究打破了生物学与地质学之间的壁垒，告诉我们：生命本身，就是塑造这颗星球面貌最深刻的力量之一。

下一次当你手捧一块煤炭，或许可以遥想一下，在它乌黑的光泽里，不仅封存着远古的阳光，或许还印记着最后一头三角龙沉重的脚步声——那是旧时代秩序的余响，也是一个全新时代的奠基。

参考文献：Weaver, L.N., Tobin, T.S., Sprain, C.J. et al. Dinosaur extinction can explain continental facies shifts at the Cretaceous-Paleogene boundary. Commun Earth Environ 6, 712 (2025). https://doi.org/10.1038/s43247-025-02673-8

https://mp.weixin.qq.com/s/aW3t7qdXJoi2wxVU_FubXg