第18课《阿西莫夫短文两篇》教学设计(人教新课标八年级上)

文档属性

名称 第18课《阿西莫夫短文两篇》教学设计(人教新课标八年级上)
格式 rar
文件大小 33.9KB
资源类型 教案
版本资源 人教版(新课程标准)
科目 语文
更新时间 2009-12-31 20:10:00

图片预览

文档简介

本资料来自于资源最齐全的21世纪教育网www.21cnjy.com
《阿西莫夫短文两篇》教学设计
【教学目标】
1.结合课文,体会作者在对比中从不同角度思考问题的方法。
2.学习运用举例,类比等方法说明深奥的科学事理。
3.理解不同领域的科学发现可以互相启发,从而发现新的论据或得出新的结论。
【教学重难点】
1.了解两篇短文所说明的事理,说明的顺序和方法。
2.通过朗读,把握文章的内容,对两篇短文的内容进行整体比较,找出它们各自所述内容的相同点和不同点,明白写文章可根据情况不同采用不同的写作角度。
【课时安排】二课时
【教学流程】
第一课时
一、激趣导入
放映《侏罗纪公园》的片断,请学生思索:
恐龙是这个世界上最庞大的动物,曾是地球上的霸主,但在6500万年前它们却突然灭绝了,为什么?流传至今的恐龙石又告诉我们什么?
二、感知课文
1.朗读文章题目,谈谈你读过题目会有什么样的结论?
设计此环节,在于引导学生思索本文写作特色,由于说明问题不同,说明的角度也会不同,提醒学生在朗读时关注这个问题,带着问题进行阅读。
2.快速朗读课文,归纳文章主要内容。
明确:《恐龙无处不在》的内容:依据在南极发现恐龙化石的事实,佐证了大地漂移假说。
《被压扁的沙子》的内容:通过对"被压扁的沙子"的反思,证明外星撞击导致恐龙灭绝的原因。
3.这两篇短文各是怎样介绍相关内容?
明确:《恐龙无处不在》,提出说明主旨、不同领域的科学发现可以互相启发,总领全文。然后用恐龙化石在各地发现的事实,阐释对大地漂移假说的证明,用具体事例证明主旨。最后总结恐龙化石的发现对大陆漂移假说提供了证据。
《被压扁的沙子》先提出问题,提出了"撞击说"和"火山说"两种观点;然后具体分析论证,用事实从正反两方面分析;最后得出结论,撞击造成恐龙灭绝。
(设计此环节的目的在于训练学生把握文章结构的能力,能够有目的地筛选信息,并加以概括的阅读能力,为后文比较两篇文章作了铺垫。)
三、深入探究
这两篇文章都谈到了恐龙的灭绝,但在文章中所"扮的角色"不同。
明确:第一篇中,谈到恐龙灭绝的历史,谈到它的化石无处不在,是为了证明另一个科学理论("板块构造"理论)的正确,第二篇,恐龙的灭绝成为了探讨的主题,"被压扁的沙子"则成了证据。
第二课时
一、品味精彩
这两篇短文以"恐龙"为话题,却谈论了两个颇有深意的科普知识,读后却认为这些蕴藏其中的深奥抽象的理论说得浅显易懂,着实让人兴致盎然,你说说这两篇文章有何出彩点,作家用了什么妙招?依据文本说明(可以说明顺序、语言、方法、角度等方面入手)。
明确:
1.专业术语用平实语言具体诠释,说理深入浅出,深奥难懂的专业术语出现频率低。
2.借助逻辑顺序,重在说理,把抽象的科学知识层层剖析,语言严谨,道理易懂。
3.说明方法多样,使说明对象阐释的更明白。
4.阿西莫夫素以驾驭语言和概念的能力著称。本文说明语言简练,浅显易懂。
5.试结合上下文,说说作者在行文中放在括号里的下列补充说明文字有何作用。
二、 悟出真味
"不同科学领域之间是紧密相连的。在一个科学领域的新发现肯定会对其他领域产生影响。"这一句话对你有什么启迪吗?
明确:具有丰富的想象力,脚踏实地的研究态度,学科之间交织、融合,要有所收获必须有广博的知识。
(这一环节以小组讨论形式进行,引导学生树立正确的科学态度,体会科研思想,加强体验并获得思想上的启迪。)
三、探究拓展
走进图书室,网上冲浪,搜寻更多的有关"恐龙"的新的科研成果,办一期"恐龙情报站"的手抄报。
(设计这一环节,让学生学会从不同渠道搜集信息,培养他们观察、探究的科学精神,将学生热情延伸到课外,鼓励他们运用一切资源学习语文。)
【资料宝藏】
1. 阿西莫夫(1920-),美国作家
出生在苏联斯摩棱斯克附近的彼得罗维奇小镇,3 岁时随父母移居美国纽约。他自小喜欢读科幻小说,15岁时写就过一篇科幻小说,同年考入哥伦比亚大学。18岁那年,即1938年,发表了第一篇科幻小说《偷乘飞船的人》,此后开始与著名科幻小说家接触。 1939年阿西莫夫获学士学位,两年后又获硕士学位。在此期间,他又发表了不少科幻作品。其中,1941年的《理智》第一次提出了著名的"机器人三原则",这段时期发表的作品使阿西莫夫在科幻小说界逐渐获得了声望。 1942年,阿西莫夫与格特鲁德·布卢格曼结婚。婚后最初几年,阿西莫夫在海军航空兵所属的化工厂实验室工作、开始创作《基地三部曲》,全部故事在1942年至1949年之间陆续写成。1951年,首先出版《基地》1952年《基地与帝国》问世;1953年,《第二基地》出版,《三部曲》至此出齐,获1966年雨果奖。二次大战后,阿西莫夫在哥伦比亚大学从事研究工作,1949年获博士学位。1955年阿西莫夫升任波士顿大学副教授。但是,他觉得,自己至多只能成为一个普通的科学家,但却可以成为一个杰出的科幻小说家和科普作家。因此,1958年阿西莫夫辞去了波士顿大学的教职,成了职业作家。197Z年的科幻小说《神仙们自己》获当年雨果奖和星云奖。他发表的科幻小说和科普作品至今已有300多部,是公认的当今美国科幻小说家的泰斗。
2.《阿西莫夫短文两篇》写作说明
(1)主题思想。
恐龙是古爬行动动物,种类繁多,体型各异,小的体长不到一米,大的体长数十米,重达四五十吨。有食肉的,也有食植物的。它们在地球上的陆地或沼泽附近生活,在地球上曾称霸一时。
6500万年前,在地球上生活了1.6亿年的恐龙灭绝了,成为生物史上最大的谜案。这两篇短文,一篇依据在南极发现恐龙化石的事实,佐证了大陆漂移假说;一篇通过对"被压扁的沙子"的反思,证明外星撞击导致恐龙灭绝。
课文所选两篇就同一问题从不同角度思考,从而发现新的论据或得出新的结论。文章给了我们一个有益的启示:不同领域的科学发现可以互相启发,从而有新的发现;要学会从不同角度思考问题的方法。
(2)思路分析。
《恐龙无处不在》开篇提出科学领域是紧密相连的,各自的发明都有可能得到相互启发,以引起读者的兴趣:"紧密相连"表现在哪里?有哪些事实能证明它们是互相"产生影响"的?然后举南极发现恐龙化石的例子,提出既然寒冷的气候不适应恐龙的生活,恐龙是如何越过大洋到另一个大陆去的问题。围绕这个问题,引出板块构造理论,说明是大陆在漂移而不是恐龙自己在迁移,得出在南极发现恐龙化石这一事件,为板块构造理论的成立提供了有力证明的结论。
《被压扁的沙子》起笔提出导致6500万年前恐龙灭绝原因的一个新观点--一个巨大的小行星或彗星撞击地球的结果,引起人们对这一曾经主宰过地球的生灵突然灭绝的兴趣,并且说明科学家们研究的目的在于"多地了解这种事件所产生的影响,因为当将来面临这种事件时,我们可以采取某种应急措施"。然后从地质学发现的证据上论证造成恐龙灭绝的原因应该是撞击。
(3)段落结构。
《恐龙无处不在》的段落结构
全文共15个段,共分三部分。
第一部分(第1段):用一个科学观点--"一个科学领域的发现肯定会对其他领域产生影响"引出说明内容。
第二部分(第2-14段):阐述说明内容--由恐龙化石在南极的发现说明"恐龙无处不在",再由"恐龙无处不在"这一发现推究原因。
第三部分(15段):以"南极恐龙化石的发现,为支持地壳在进行缓慢但又不可抗拒的运动这一理论提供了一个强有力的证据"总结说明内容,结束全文。
《被压扁的沙子》的段落结构。
全文可分为两大部分。
第一部分(第1至第4段),提出关于6500万年前恐龙灭绝的问题,目前存在的两种对立的理论,即"撞击说"和"火山说"。第2和第3段先后举了两个例子提出了关于"撞击说"和"火山说"这两种观点。
第二部分(第5段至全文完),通过对"被压扁的沙子"的反思,证明外星撞击导致恐龙灭绝,支持"撞击说"。这部分分四层。
第一层(第5、6段),说明关于恐龙灭绝的原因不仅仅是一个学术问题,我们以后也许还会遇到这种情况,因此,科学家们一直都在努力寻找证据来验证这两种理论。
第二层(第7至第10段),说明1961年一位苏联科学家发现了"斯石英",并且介绍了它的性质,为下文佐证"撞击说"奠定了基础。
第三层(第11至第13段),说明斯石英不仅可以在实验室制造,而且它在自然界中是可以存在的,不过它们只出现在沙子被强烈挤压的地方。由此推断撞击是可以产生斯石英的。事实也证明,火山喷发是不会产生斯石英的,从而进一步佐证了"撞击说"。
第四层(第14段至全文完),通过亚里桑那大学的约翰oFo麦克霍恩和几位合作者研究新墨西哥州拉顿地区的岩层的例子,进一步证明"在斯石英出现的地方肯定发生过撞击,而且肯定没有发生过火山活动"。从而得出"造成恐龙灭绝的原因不是火山活动,而应该是撞击"的结论。
(4)说明顺序。
作者采用的是逻辑顺序,重在说明事理,所以在短小的篇幅内,将抽象的科学知识,层层剖析,既严谨又深入浅出、通俗易懂地解释清楚。
(5)说明方法。
要理解这两篇短文,还要注意作者运用的引人入胜的说明方法。首先是举例子。在文章中,作者举了许多例子来说明自己的观点。例如,《恐龙无处不在》为了证明不仅南极大陆有恐龙化石这一说法,列举"在地球的其他大陆上也都发现有恐龙化石","说明恐龙确实遍布于世界各地";举"南极也有自己的恐龙、两栖动物和其他在恐龙时代繁盛的植物和动物"的事实,说明南极不止只有恐龙化石,还有别的。说法严谨。
其次是作比较。例如《被压扁的沙子》中,谈到斯石英和普通沙子的区别时,为了让读者更清楚地了解,运用了"一立方英寸被压扁的沙子比一立方英寸普通的沙子要重得多"的比较方法;在《恐龙无处不在》中将南极的恐龙的命运与其他大陆的恐龙进行比较。"这些生物的命运比其他同类要悲惨得多,因为板块把它们向南携带到了极地。"
第三是打比方。短文还运用了打比方的方法,使得语言既生动又明白如话,如《恐龙无处不在》中"位于南极中心部位的南极洲是全球的大冰箱"一句,形象地说明了南极洲寒冷的程度和南极洲在地球中的重要地位。
除上述的方法之外,还有"列数字""作诠释"等说明方法,这里不一一分述。
(6)严密准确的语言。
"在一个科学领域做出的发现肯定会对其他领域产生影响"中的"肯定"一词,又如"这个问题最终也许会得到解决"中的"最终也许"和"毫无疑问,6500万年前地球上曾有过一次'大绝灭'"中的"毫无疑问"等都能体现语言的严密和准确。
(初中语文教学网)
3. 教学建议
(1)这两篇短文是本单元内容较深的课文,它的突出特点是以论证为主,综合运用不同领域的科学知识,见解新颖。教师在指导学生自学时,可参照"整体把握"和"有关资料"部分内容,解析学生的疑问,纠正他们理解上的偏差。也可以补充一些知识,增强学生的学习兴趣,扩大学生的知识面。
(2)在教学中要注意引导学生学习作者的思维方法。
(3)本课中涉及的一些知识,如地质变迁、动物化石、南极气候、小行星等,学生多少都有一些了解。教学时,不必在这些方面讲解过多,以免偏离了中心。
(4)阿西莫夫素以驾驭语言和概念的能力著称,教学时,可引导学生总结一下这两篇短文的语言特点,如简明精练,逻辑性强,幽默风趣等,让学生把自己喜欢的句子或语段摘录下来。
(选自初中语文网)
4. 作者相关资料
不知疲倦的科普巨匠--阿西莫夫精神永在
作者:卞毓麟
"如果你曾经很投入地生活过,那么疾病、年迈和死亡都不可怕。即使你不能活到老年,它仍然是有价值的。能够投入到生活中去就会有快乐,投入到富有创造性并且有人与你分享爱的生活中,就更加快乐。"
--艾萨克·阿西莫夫
科普巨匠艾萨克·阿西莫夫生于1920年1月2日,今年4月6日是他的10周年忌辰。10年前,卡尔·萨根撰写的讣告言简意赅地概括了阿西莫夫不平凡的一生,今天我首次译出其全文(见本版),以缅怀这位不知疲倦的科学大家。
阿西莫夫以惊人的勤奋完成了超人的工作。他数十年如一日,每天少则工作8小时到10小时,多则达12小时以上,他从不度假,写作便是他最大的乐趣。他的文风平易近人,决不追求辞藻华丽,而十分注重条理清晰、推理严密。他一生中出版了将近500本书,在全世界受到广泛欢迎。他的作品同样深受我国读者喜爱,其第一个中译本《碳的世界》于1973年10月由科学出版社出版。如今,阿西莫夫的书有80多种已译成中文,在我国三代读者中产生了深刻的影响。例如,老一辈革命家方毅同志就非常热心于阅读阿西莫夫的著作,著名前辈天文学家、翻译家和科普作家李珩教授也竭力主张多翻译阿西莫夫和卡尔·萨根的作品。1979年,李政道教授访问中国科学技术大学时,曾建议少年大学生们看书不要限于科技书,还可以看文艺小说、科学幻想小说,并说"像美国科普作家阿西莫夫的作品,还有科学电影《2001年》都很好看。"
阿西莫夫著作中译本最主要的有两部各百万言的巨著《阿西莫夫最新科学指南》和《阿西莫夫科学技术传记百科全书》(中译本易名为《古今科技名人辞典》);一批二三十万字的科普力作,如《生命和能》、《洞察宇宙的眼睛》、《地外文明》、《终极抉择》、《科技名词探源》、《亚原子世界探秘》等;为青少年读者写的《我们怎样发现了--》丛书和《阿西莫夫少年宇宙丛书》;还有《无穷之路》、《变!未来七十一瞥》、《新疆域》和《新疆域(续)》等科学随笔集以及《我,机器人》等传世科幻名著。
阿西莫夫的第100本书《作品第100号》于1969年出版。该书节选了他的前99本书中富有代表性的片断,酌加导读编纂而成。书末附有头100本书的序号、书名、出版者和出版年份。那时他曾说过:"作家自己写的作品最能说明其人。倘若有人坚持要我谈谈我自己的情况,那么他们可以读一下我的几本书:《作品第100号》、《早年的阿西莫夫》以及《黄金时代以前》,在那些书里,我告诉他们的东西比他们想知道的还要多得多。"
阿西莫夫的作品包罗万象(见本版"作品分类"),除上述《科学指南》和两大卷《阿西莫夫〈圣经〉指南》(阿西莫夫无宗教信仰。此书旨在为现代读者解释作为一部伟大文学作品的《圣经》里的词语和典故)外,他还以同样宏大的篇幅写出了两卷本的《阿西莫夫莎士比亚指南》,第一卷为"希腊、罗马和意大利戏剧",第二卷是"英国戏剧",皆于1970年出版。有一位演员为此而慕名拜访,希望阿西莫夫能对自己的戏剧事业有所帮助。
1979年2月,对于阿西莫夫的创作生涯来说是一个值得纪念的时刻,当时两家出版社争着要由自己来出版他的第200本书。于是,阿西莫夫把自己的两部新著都定为第200部作品,就像是生了一对孪生儿。两家出版社都心满意足。其中一本是《作品第200号》,其构思和格局与10年前的《作品第100号》完全相同。另一本是《记忆犹新:阿西莫夫自传,1920-1954》,是其自传的第一卷,写到作者34岁时为止。他的第二卷自传名为《欢乐如故:阿西莫夫自传,1954-1978年》,于1980年出版,全书详述了作者的文墨生涯,反映了他的胜利和挫折,以及与疾病和衰老进行斗争的意志和决心,那一年,阿西莫夫正好60岁。1990年,阿西莫夫自知来日无多,写下了他的最后一卷自传。它比前两卷自传更富于哲理,可惜直到1994年初才出版--那时作者本人已经去世两年了,书名就叫《艾萨克·阿西莫夫》。其中译本将于今年夏天由上海科技教育出版社出版,译者黄群在20年前就曾与笔者合译过两部阿西莫夫的作品。
1985年2月24日,我收到了阿西莫夫亲笔签名寄赠的《作品第300号》(1984年出版),其体例与结构一如《作品第100号》和《作品第200号》。在第三个100本书中,有50多本是阿西莫夫与格林伯格合作选编的短篇科幻故事集。这是否应该算做阿西莫夫的作品来排序编号?阿西莫夫本人起初颇感犹豫,但最后他确信有理由这样做!因为对于每一本这样的选编,他都付出了相当多的时间和精力:将格林伯格搜集的那些故事浏览一遍,最终决定取舍,加上前言、按语,定稿交付出版商。在《作品第300号》的附录"我的第三个100本书"中,阿西莫夫特地用星号(*)标出这些选编作品,以示与作者的其他著作有所区别。就这样,花甲老人阿西莫夫又创下了一个个新的出书纪录:1979年13本,1980年13本,1981年20本,1982年21本,1983年24本……
1988年6月6日,合众国际社从华盛顿发出消息:据两周前的统计,"阿西莫夫所写的书总数已达375本","在那之前两周,该数字还停留在360本上"。国际公认的科学幻想小说大师阿西莫夫说:"其中部分原因是我为孩子们写的10本天文系列小书刚刚出版"。1988年8月13日,我在纽约到阿西莫夫家做客时,他已收到刚出版的第394本书。按惯例推断,此后不久就应该出现一本《作品第400号》了。后来,我确曾函询阿西莫夫有关情况。出乎意料的是,他在1989年10月30日回信中写了这么一段话:"事情恐怕业已明朗,永远也不会有《作品第400号》这么一本书了。对于我来说,第400本书实在来得太快,以至于还来不及干点什么就已经过去了","也许,时机到来时,我将尝试完成《作品第500号》(或许将是在1992年初,如果我还活着的话),并希望由道布尔戴出版公司出版。"
我一直在期待着《作品第500号》问世,它应该按时间先后列出阿西莫夫的第301本到第500本书的详目。1991年岁末,我给他寄圣诞贺卡时--那差不多正是他去世前的一百天--还提及此事,然而这永远也不会成真了。当然,阿西莫夫也有他的遗憾,例如,他曾打算仿效《阿西莫夫科学技术传记百科全书》,写一本《阿西莫夫战争与战役传记百科全书》,可惜终未如愿。但是,正如美国《时代》周刊曾经评论的那样:"西默农也许写了更多的恐怖读物,切斯特顿也许写了更多的诗和哲学著作,巴巴拉·卡特兰也许写了更多的小说,但是没有一个作者曾经比阿西莫夫在更广阔的领域写下更多的书。"
卡尔·萨根曾经夸奖"艾萨克·阿西莫夫是一位文艺复兴时代的巨人,但是他生活在今天"。这位巨人未能为世人留下他的《作品第500号》,但是他留下了真、善、美:关注社会公众的精神,传播科学的巨大热情,严肃认真的写作态度和脚踏实地的处事作风。难怪有人说:"阿西莫夫一生中只想做一件事,并且极为出色地学会了它:他教会自己写作,并用自己的写作使全世界的读者深受教益,共享欢乐。"
哦,一辈子真要做好一件事是多么不容易啊!
5. 相关阅读
(一)"大陆漂移说"的启示
周文斌
在科学史上,由阿尔佛雷德·罗塔尔·魏格纳所创立的"大陆漂移说"可算是历尽磨难,为人们提供了诸多的思考。
魏格纳是德国气象学家和探险家。1912年,他提出了地壳变迁的大胆假说,即"大陆漂移说"。这一理论认为,在两亿年前,地球上只有一块被无边无际的泛海洋所包围的原始泛大陆。这块泛大陆由较轻的固态硅铝层组成,并漂浮在粘性很大的液态硅镁层上。到古生代以后,泛大陆开始破碎,碎块在地球自转和日月潮汐力的作用下,逐渐漂移开来,形成了今天的陆海分布格局。南美洲与非洲本来就是连在一起的,南美洲的东海岸与非洲的西海岸正是它们之间的一道裂痕。
这一石破天惊的理论,立即在科学界炸开了锅。一些学者积极支持,认真求证;另外的多数学者则坚决反对,猛烈抨击。直至1928年在纽约举行的一次地学讨论会上,"大陆漂移说"仍被斥为"荒诞的怪论"、"积木游戏"。两年以后,魏格纳在格陵兰的探险中不幸以身殉职,"大陆漂移说"也从此销声匿迹。
20世纪50年代,随着古地磁学新发现的问世和地球物理勘测技术的广泛应用,许多支持"大陆漂移说"的新证据又一次摆在人们的面前,才使这一学术在沉寂20多年后得以起死回生,重新活跃起来。此后,科学家们沿着"大陆漂移说"的思路,深入研究,创立了"海底扩张说"和"板块构造说","大陆漂移说"才彻底站住了脚跟。"大陆漂移说"的生死沉浮,给了我们多方面的启示。其一,真理的光辉遮挡不住。"大陆漂移说"从创立到得到承认,经历了近半个世纪,经受了无数的责难和攻击,但终究死而复生。
其二,实践是检验真理的标准。"大陆漂移说"的生命力在于它产生于实践,并经受了实践的检验。它的出现,本身就是实践成果和理性思维的结晶;它的起死回生,同样得益于实践成果的支持。如果没有上世纪50年代对古地磁的测定和地球物理勘测技术在海底考察中的广泛应用,"大陆漂移说"就可能要面临更为严酷的考验,经历更多的挫折。
其三,既有的理论不能作为检验新理论的标准。"大陆漂移说"之所以一出生就遭到强烈反对,就是因为当时存在着已成为科学界共识的"大陆均衡说"和"陆桥说"。前者认为地壳只有垂直升降运动,而不可能有水平运动;后者认为在很久以前各大陆之间曾经有过狭窄的"陆桥",使古代生物可以通过"陆桥"自由来往。那些将"大陆漂移说"斥为怪论的人,正是依据了上述两种理论来作为是非标准。然而,事实证明,这个标准是靠不住的,依据这个标准得出的结论只能是谬误。
其四,人数多少也不能作为判断科学是非的标准。科学史已经反复证明,科学真理最早总是掌握在少数人手里,而受到多数人的非议。"大陆漂移说"就是如此。因此,在科学问题上,不能采用少数服从多数的原则,尊重少数、保护少数应是推动科技创新的必然要求。
其五,综合分析能力是科学创新的重要素质。作为气象学家的魏格纳,并不具有比地质学家和生物学家更丰富的地质及生物学知识,但他却能把这两方面的知识联系起来,并用新的观念去进行综合分析,所以能创造出全新的理论成果。
围绕着"大陆漂移说"的这场斗争已经远离了我们,但它给人们思想上的启迪却永远值得记取。
(光明网-光明日报,2005年06月23日)
(二)恐龙之死:新的线索
10年前有人提出一种理论认为,恐龙(以及其他某些生物属种)在6500万年前的灭绝是由于巨大陨星或彗星与地球相撞的结果。另一些科学家则认为大量火山的喷发和气候异常是造成恐龙灭绝的原因。尽管如此,撞击说的支持者们还是占了上风,并且现在又有新的证据来肯定这种观点。
来自加利福尼亚州拉霍亚的斯克里普斯海洋研究所的杰弗里·L·巴达(Jeffrey L.Bada)在6500万年前形成的沉积物中发现了氨基酸。
氨基酸是蛋白质的建筑块。每个蛋白质分子是由一个或多个氨基酸链构成的,而每个链又是由数十到数百个氨基酸组成。总体来说,地球上的氨基酸只能由生物组织来产生。
如果是这样的话,在6500万年前形成的沉积物中发现的氨基酸链应该说没有什么特别不寻常之处,因为当时生命已经非常繁盛,各种生物都会形成氨基酸。为什么我们不应该发现一些呢?
首先,从理论上讲氨基酸有无数种,但由生物所形成的蛋白质仅利用了其中20种氨基酸。再者,各种生命形式,无论是病毒、栎树、海星、蛇或者人类,都是利用同样的这20种氨基酸,例外情况极少。
没有人知道为什么生物只利用这20种氨基酸,以及那些没有被利用的其他氨基酸有什么问题。
巴达在1989年6月所报道的存在于古老岩石中的氨基酸只有两种,即异缬氨基酸和α氨基异丁酸。蛋白质中不会有这两种氨基酸,并且就目前所知,它们不是由生物形成的。有一种极少见的真菌,确实可以形成一些异缬氨基酸,但这是非常例外的现象。
是否在别的什么地方也发现有氨基酸呢?是的。在某些被称为"含碳球粒陨石"中含有少量的碳水化合物。在碳水化合物中存在一些氨基酸。事实上,在少数陨石中所发现的氨基酸就是异缬氨基酸和α氨基异丁酸。因此,这些氨基酸可能是由于含有氨基酸的陨石或彗星撞击的结果,它们把氨基酸撒在地球的表面。
这种解释可靠吗?首先,那些极少的真菌确实形成了异缬氨基酸。也许在6500万年以前,一些最终灭绝的动物产生了大量的这些氨基酸。它们现在虽然稀少,但在当时却并非如此。
我们可以十分肯定这种情况并没有发生过。像许多对生命至关重要的其他物质一样,氨基酸有不对称性分子,并且能以两种形式存在,即左型或右型(像手套和鞋一样)。生物酶所形成的氨基酸都为左型,这一点是肯定的。左型氨基酸易于结合在一起从而构成有利于蛋白质分子形成的链。缠绕在一起的左型和右型氨基酸不形成链。当然,全由右型氨基酸构成的链也有助于蛋白质分子的形成。当生命在35亿年前刚开始出现时,左型氨基酸通过一些随机过程最先被选用,自此以后氨基酸一直为左型,甚至形成异形氨基酸的极少数的真菌也只含有左型异缬氨基酸。
如果氨基酸由人工或通过任意过程形成,正如通过一般化学反应而在化学家们的试管里形成一样,左型和右型的产生几率是一样的,哪一种都没有优势。在陨石中所发现的氨基酸中左型和右型是等量的,这就告诉我们它们是通过化学反应形成的,与生物酶无关。
在6500万年前形成的沉积物中所发现的氨基酸也具有等量的左型和右型。这是一个有力的证据,说明它们不是由地球表面的生物形成的,而是由陨星或彗星中的非生命过程形成的。
科学家对这一发现还存在一些疑问。氨基酸为什么没有被由于撞击而生成的热毁灭掉呢?对这个问题没有一个简单的答案。氨基酸不是一个十分牢固的分子,一般不能抵御高温。也许这种氨基酸处于撞击物体的内部,从而得以受到保护,免遭高温的破坏。
更加难解的是,这些来自地球以外的氨基酸并不是恰好出现在6500万年的沉积物界面上,而是出现在此界面靠上或靠下一段距离的位置上。也许它们最早是存在于此界面上,但在随后的数千万年中,穿过岩层向上或向下迁移了。而这听起来并不能令人信服。巴达正在调查其他地区的岩石,或许会有更多的资料来支持这一解释。
(孟庆任译,上海科技教育出版社1999年版)
(三)世界各大洲都有恐龙的足迹吗
恐龙的化石,遍布欧洲、亚洲、非洲及南、北美洲。出人意料,近十几年来,在一向缺乏动物化石的澳大利亚和南极洲也发现了恐龙化石。这样一来,可以说,恐龙光临过地球上的每一个洲。
由此可见,恐龙像是一些不知疲倦的征服者,它们在世的时候,南征北伐,不遗余力,到处扩张自己的地盘,凡是它们能去的地方,它们就要去占领。在长达1.5亿年的时间里,它们先后征服了世界各个大陆。我们说,中生代时恐龙在地球上称霸,实在是一点也不过分。
但是,人们不禁要问,中生代时,恐龙是怎样往来于各大洲的 因为今天的地球表面,除欧、亚、非三大洲山水相依、陆地相连外,其余各洲均远隔重洋,相距遥远。
莫非恐龙都是游泳健将,有飘洋过海的本领
莫非恐龙是同时在各大陆独立产生和演化的
都不是。首先,虽不能认为恐龙都是"旱鸭子",但也决非游泳高手,它们肯定没有飘洋过海的本领。
其次,有许多恐龙的分布像人类一样是全球性的。分布在世界各地的恐龙,在本质的特征上都有共同性。
例如,侏罗纪时在南、北美洲、亚洲及非洲都生活有蜥脚类恐龙(美国的雷龙、梁龙,我国的马门溪龙,东非的腕龙等);侏罗纪的肉食龙中,欧洲的巨齿龙、北美的跃龙,中国的永川龙、四川龙,都有很近的血缘关系。
另外,白垩纪时在北美和东亚都有鸭嘴龙、角龙、甲龙和霸王龙分布。甲龙的化石甚至在南极洲也有发现。
这些事实告诉我们,恐龙不是在各地独立产生和演化的,各类恐龙都有共同的祖先。那么,各地恐龙是怎么交往的呢 这个谜让地质学家解开了。
在地球科学研究中,有一个理论叫大陆漂移说。它认为现在分散各处的大陆块在三叠纪时曾聚在一起,那时的地球表面实际上只有一块很大的陆地,叫做联合古陆,三叠纪之后这块大陆开始逐渐分离漂移。但在恐龙时代的大部分时间,各大陆并未完全分开,这就为恐龙远征新领地,建立霸业创造了条件。
白垩纪时,北美与欧亚大陆已经分离开来,中间隔着大西洋,北美与亚洲之间隔着太平洋,但是,由于观在的白令海峡那时是陆地,所以太平洋两边的恐龙们互相"走亲戚"也就不奇怪了。
(选自《人与自然系列·恐龙的足迹》)
(四)恐龙到底是什么时候绝灭的
人们都说,恐龙是在6500万年前绝灭的。可是,恐龙的绝灭究竟花了多长的时间,是几百年、几千年还是几百万年
在漫长的地质年代里,时间的最小单位是百万年。因此要想得到一个确切的时间,难度是非常大的。
以前所发现的恐龙化石,全部保存在富含稀有元素铱的薄层粘土下面的地层中,而这层粘土是公认的白垩纪结束的标志。粘土层之下是中生代最后一个纪--白垩纪;粘土层之上是新生代第一个纪--第三纪。
按灾变论的观点,富铱粘土层是小行星与地球碰撞的产物;当然也有人认为是火山喷发或超新星爆炸的产物。看来当时地球上的确发生过某种突发的灾变事件。但美国贝克莱大学的地质学教授克利门斯在蒙大拿州白垩纪末地层中发现的富铱层比最后出现恐龙化石的层位高出3米。教授认为,这个事实说明,在富铱粘土形成之前,恐龙就已经从地球上消失了。如此看来,恐龙的绝灭发生在小行星撞击地球的大灾难之前。
小行星碰撞理论的创立者阿尔瓦雷斯反驳道:蒙大拿白垩纪末最后那3米厚的沉积物中,真的没有恐龙化石了吗 也许只是尚未找到而已。
最令人惊异的是,由美国的研究人员在对美国西北部蒙大拿州白垩纪与第三纪沉积层的研究中发现有七种恐龙的牙齿化石保存在第三纪早期的地层里,而且与当时的哺乳动物和植物化石共存。研究小组由此提出,恐龙并未在6500万年前全部绝灭。
但是,这种推论一发表,就有人提出反对意见。他们认为发现于第三纪初的恐龙牙齿化石或许是风化再沉积的产物。也就是说,它们原先是中生代地层中的化石,后经地质运动搬运被混入第三纪的沉积物中。因此,仅凭牙齿还不能说明恐龙一直活到了第三纪。
然而,中科院的恐龙专家在中国南方也找到了第二套含有恐龙化石的第三纪地层,化石有恐龙蛋、足迹和牙齿化石。据研究,这些恐龙生活的年代比蒙大拿发现的恐龙时间上还要略晚一些。依此推测,有人认为世界上最后一批恐龙,有可能是在中国南方消失的。恐龙到底是什么时候绝灭的,还是一个谜。
(五)恐龙绝灭是多种因素造成的吗
在恐龙绝灭问题的探讨中,不少学者强调的是单一的因素;然而相反的观点却认为,恐龙的绝灭可能与多种因素的综合作用有关。
地质及化石提供的线索表明,白垩纪的地球上,发生了许多对恐龙来说十分不利的变化。
白垩纪中晚期大陆加速分裂漂移,海洋环流变得比先前复杂了;白垩纪后期地壳运动及火山活动加剧;往昔温暖的浅海向后退去,陆地的面积扩大,地势不如以前平坦了;非洲大陆与欧洲相撞;太平洋周围升起了许多大山脉。这一切(可能还有天文方面的因素)使地球的气候转冷了。
植物界的变化更大,白垩纪早期和晚期迥然不同。早期是裸子植物为主;而到晚期时,有花的被子植物则占据了统治地位。这一变化对恐龙来说是灾难性的。
自然界的一切都是互相关联着的,气候与环境的变化深深地影响着恐龙。侏罗纪时盛极一时的蜥脚类恐龙,到了白垩纪却成了"少数民族",而且种类已更新。我们熟悉的马门溪龙、梁龙、雷龙等均已退出历史舞台,新演化出来的蜥脚类也如日落西山,生命指日可数。
白垩纪前期出现了禽龙,但到后期鸭嘴龙就把它们的禽龙老前辈给淘汰了。鸭嘴龙成了当时数量最多的植食恐龙,因为它们能适应那时的环境。
似鸟龙、甲龙、角龙、霸王龙等在白垩纪后期也纷纷出台亮相。但它们哪里知道,以恐龙为主角的这幕演了1亿多年的史剧,已到了快终场的时候。
化石"档案"告诉我们,白垩纪晚期是恐龙有生以来过得最艰难的时期。由于植物的更替,往日合胃口的食物(蕨类、裸子植物)大大减少。许多恐龙也许曾试图改变食性,无奈被子植物常含有毒素,吃了胃感觉不舒服不说,可能还会引起胀泻或便秘,弄不好还会中毒丧命。
因缺乏可食的植物,饥荒在恐龙群体中蔓延,引起大批恐龙的死亡。饥饿使恐龙的身体素质下降,疾病和传染病乘虚而入,肆虐流行。在加拿大阿尔伯达恐龙公园中,曾发现有300多只刺甲龙集体死在一处变成了化石,死因不明,是不是某种可怕的瘟疫,杀死了刺甲龙
除饥饿外,恐龙还承受着其他痛苦的折磨。
许多人认为,白垩纪末期大量恐龙蛋化石的出现,意味着当时由于环境的恶化使雌恐龙的内分泌出了毛病,结果生下的蛋多数未能受精、不能孵化。
哺乳动物的不断崛起,也曾对恐龙的下台起过一些作用,但有人说这种作用不是在竞争上,而是在食物的供应上。在白垩纪末的环境巨变中,哺乳动物(还有昆虫及其他小动物)也是受害者之一,它们的大量死亡,使靠吃小动物为生的那些恐龙也跟着遭了殃。
也许,6500万年前曾有一颗小天体撞击过地球;但它带来的灾难不过是给已濒临灭亡的恐龙来了一个雪上加霜而已。
总之,这种种的不幸因素合在一起,使恐龙遭受到毁灭性的打击。在白垩纪后期的3000多万年间,它们的数量不断减少,最后终于灭绝。
恐龙绝灭的多因素观点,虽非无懈可击,但与其他种种推测相比,其合理的成分应当说是最多的。
(选自《人与自然系列丛书·恐龙的足迹》)
6.关于《阿西莫夫短文两篇》中涉及的关键词
(1)板块构造学(杨树锋、郭令智)。
研究地球岩石圈板块的成因、运动、演化、物质组成、构造组合、分布和相互关系以及地球动力学等问题的学科。地质学的一个分支。它认为地球的岩石圈分解为若干巨大的刚性板块即岩石圈板块,重力均衡地位于塑性软流圈之上,并在地球表面发生大规模水平转动;板块与板块之间或相互离散,或相互汇聚,或相互平移,引起地震、火山和构造运动。板块构造学说囊括了大陆漂移说、海底扩张说、转换断层、大陆碰撞等概念和学说,为解释地球地质作用和现象提供了极有成效的模式,是当代最有影响的全球构造理论。
简史板块构造学的创立和发展大致可以分为三个阶段:①1912年德国学者A.L.魏格纳提出了大陆漂移说。当时由于多数人的反对而没有被接受。50年代古地磁学的研究测得各地在地质时代中的磁极位置变化多端,用大陆固定论无法解释,采用大陆漂移说则可以得到圆满的解释,大陆漂移说随之复活。②60年代初美国地质学家H.H.赫斯和R.S.迪茨在古地磁学研究的基础上提出了海底扩张说,随后英国的F.J.瓦因和D.H.马修斯通过海底磁异常的研究对海底扩张说作了进一步论证,论述了地壳的产生和消亡,并得到深海钻探的验证。③1965年加拿大人J.T.威尔逊建立转换断层概念,并首先指出,连绵不绝的活动带网络将地球表层划分为若干刚性板块。1967~1968年法国的X.勒皮雄、美国的D.P.麦肯齐将转换断层概念外延到球面上,定量地论述了板块运动,确立了板块构造学的基本原理。
基本内容地球上层构造根据物理性质在垂向上可以分为两个截然不同的层圈,即下部塑性的软流圈和上部刚性的岩石圈。岩石圈在侧向上被地震带所分割,形成若干大小不一的块体,称为岩石圈板块,简称板块。板块的厚度变化较大,约在几十公里至200公里。
成就与展望,板块构造学深刻地解释了地震和火山分布、地磁和地热现象、岩浆与造山作用;阐明了全球性大洋中脊和裂谷系、大陆漂移、洋壳起源等重大问题;更新了地质学中的许多概念,使得既承认水平运动也承认垂直运动的活动论观点取代了曾占统治地位的固定论。板块构造学以全球整体的研究观点开拓了地球科学研究的深度和广度,是地球科学领域中的一场革命。
板块构造学还存在一些有待解决的难题。板块构造学对于板块构造活动总的轮廓已比较清楚,但具体作用过程和细节还不十分明确;对板块动力学的确定依然有困难;对板块内部的构造和岩浆活动研究不足;对板块俯冲、消亡及伴随的岩浆活动、边缘盆地起源等还了解不够;还不能圆满地解释大陆岩石圈的成因和演化。
(摘自《中国大百科全书·地质学》,中国大百科全书出版社1993年版
(2)"大陆漂移假说"。
是以大陆和海洋形成的几种理论为基础所形成的大陆学说之一。它是1912年由德国A·L·韦格纳根据大西洋两岸的非洲和南美洲海岸线能互相衔接,两岸的地层、构造、岩相、古生物和古气候等极为相似并呈连续状的现象提出的。认为大西洋两岸和其他地区间的古生物有亲缘关系,不是由于"陆桥"的存在,而是由于非洲和南美洲等曾直接连接。古生代二叠纪时,地球上只有一个联合大陆,当时大西洋和印度洋并不存在;中生代以后,联合大陆开始破裂并漂移,逐步形成现今海陆布局。
(3)火山说。
一个由美国华盛顿大学古生物学家彼得-沃德领导的国际研究小组在最近的一期《科学》杂志上发表研究报告称,2.5亿年前的地球物种大灭绝并非由于小行星撞击地球造成的,而是因为大规模火山喷发引起的全球变暖导致的。在二叠纪与三叠纪之间的那次生物大灭绝致使地球上90%的海洋生物和75%的陆地生物从此消失。迄今为止,关于这次谜一般大灭绝的原因,最权威的说法是由于陨星或者彗星撞击地球,导致全球气候发生急遽变化引起的。而沃德领导的研究小组则认为,这一灾难的元凶是火山喷发引起的全球变暖。沃德说:"几乎没有证据可以证明是小行星撞击地球引起了突发灾难。现有的证据表明,海洋生物与陆地生物的灭绝是同时发生的。这很明显,原因可能是由于气温的过高和氧气的缺乏。"沃德和他的同事们一起对126个爬虫或两栖动物的头骨进行了检测,这些骨骼来自南非卡鲁盆地300米深的沉积物。研究人员们通过化学、生物学和磁场方面的证据都表明,这场大灭绝持续了1000万年之久,而且在随后的500万年中,生物种类大量减少。由澳大利亚佩斯市哥廷理工大学(Curtin University of Technology)古生物学者克里提-格瑞斯领导的另一个研究小组,对澳大利亚和中国海岸同时期的沉积层进行检测,从发现的化学证据显示当时海洋中氧气的含量偏低。格瑞斯研究小组得出的结论佐证了沃德研究小组的推论。所有的证据都表明,在2.5亿年前,空气中的氧气含量很低,而硫气体的含量却相当高,这显然是由于当时发生的火山喷发造成的。沃德说,空气中正常的氧气含量为21%,但是在2.5亿年前氧气在大气中的含量却只有16%,这就如同在海拔4200米的高山上呼吸一样。而且火山喷发使空气变得越来越热,当达到一个临界点时,大量生物开始灭绝。最终,地球上的大部分生物都无法抵抗这一灾难性的变化。"
(4)小行星撞击说。
有关恐龙绝灭原因的假说很多,但最有名的莫过于美国科学家阿尔瓦雷斯于1980年提出的小行星撞击理论了。
1991年,有科学家在墨西哥的尤卡坦半岛寻找石油,谁料到石油没找着,却发现了一个地下的隐伏构造。这一构造状似碗形,直径200-300千米,深约3 千米,形成于6500万年前。科学家相信,这个隐伏构造当是撞击坑的所在。这个坑现被称为"奇克苏鲁布"撞击坑,这是因为奇克苏鲁布镇正好坐落在撞击坑的中心部位。
现今的尤卡坦是陆地,但6500万年前这一带却是一片浅海水域。当年小行星以高速向地球撞来,在临近撞击点的上空,星体突然发生大爆炸,强大的冲击波在一瞬间把撞击点炸出一个巨大的坑,100多立方千米的岩石被挖出。
最近,科学家计算出,当时的海啸大浪最高达350米,低的也有100米。据他们研究,当年那一带的海平面比现在约高出200米,灾星就撞在200米深的浅海海底。
由于小行星撞在浅海海底,所以引起的海啸与撞击的能量相比并不算大,但海水向撞击坑回流时引起的海啸却十分巨大。他们认为,小行星要是落在了深海之中,所引发的海啸将会比落在浅海区大出近10倍!据认为大海啸发生时,海水淹没了整个墨西哥和大半个美国
当发生撞击时,溅起的尘埃长时间挡住了阳光,使浮游植物无法进行光合作用而死亡。那时海洋中的生存环境变得相当恶劣。当时海洋表层的浮游植物在短时期内大量死亡就是一个很好的例子。
又据氧同位素的研究,显示撞击后大洋表面水温下降约10℃。研究者估计,在相当长的一段时期内,地表平均气温下降约数摄氏度,导致全球冰川化,形成新冰期。
那时的地球进入了漫长而黑暗的冬天,大地久久不见天日,地面急剧降温,景况十分可怕。据说地球上要是发生了核大战,其情景将与6500万年前的那幕惨剧相似。所以说核大战实在是打不得。
据近年研究,小行星肇事后,有好长一段时间天上下的雨是富含硫酸的"硫酸雨"。研究者说,小行星撞击点的地下岩层中夹有大量石膏矿,石膏中的硫便是硫酸雨的直接来源。硫酸雨对地球表面的生物所造成的伤害有多大,不言自明。研究者认为,小行星要是撞在别处(不含石膏矿的地方),结局就会比这好得多。
小行星对地球的这一击,使地球表面又是大火,又是海啸,又是降温,同时天降酸雨,大地一片昏暗。不用说,由撞击而引发的火山和地震,肯定也会跟着一同出来可劲地闹腾。一个好端端的地球,瞬时变成了人间地狱。可怕!
大量证据表明,6500万年前确有一颗小行星袭击了我们的地球,并酿成了一场空前的生态环境大灾难,地球的生态系遭到了彻底的破坏。有一种观点认为,白垩纪末的这场大灾难系当时强烈的火山活动所为,但种种证据显示,火山没有这么大的能耐。
由于科学家已掌握了大量的证据,小行星现在已很难洗刷自己的"罪名"。然而,小行星真的是"屠龙凶手"吗?(当然我们也不否认它曾杀死过大量恐龙);如果6500万年前小行星没来"轰炸"地球,恐龙是否就会 一直繁衍到今天?小行星究竟对白垩纪末期的大绝灭事件负有多大的"责任"?这些仍然是难以解开的谜。
(选自恐龙世界网)
7.小行星与恐龙的灭绝
恐龙为何会绝迹?这一问题在长达一个多世纪的时间里既引起了科学家和大众的兴趣也令他们困惑不已,因而也出现了大量不切实际的理论,有些甚至十分好笑。例如,认为恐龙的灭绝是因为它们的躯体太庞大而导致交配困难──雄性恐龙在交配过程中可能会压垮它的配偶。另一种理论就是,随着植物的进化,恐龙的饮食发生变化,最后导致致命的便秘。还有一种说法就是:恐龙下的蛋全被刚刚进化的、而且更加灵活聪明的动物──哺乳类动物吃掉了。有的认为是新出现的疾病使恐龙在地球上消失。一种更令人信服的理论是以恐龙时代的玛瑙化石中的气泡为依据。这种空气中氧的含量比现代空气中的氧含量要高出50%。可能是随着氧气浓度逐渐下降至今天的浓度标准,恐龙就因窒息而死掉。
尽管有一些牵强的解释,但在关于恐龙灭绝的问题上存在着两大思想学派:(1)它们突然死于某一场世界的大灾难;(2)由于地球上天气的逐渐变冷使得恐龙难以适应而慢慢灭亡。
灾难学派描绘的是一幅十分令人震撼的场面:一颗相当于曼哈顿岛大小的小行星或彗星以每秒15英里(相当于25公里)的速度向地球陨落,与地球撞击的能量相当于100万亿吨TNT炸药(是扔在广岛上的原子弹的能量的50亿倍),而且在进入地壳25英里深的同时熔化了沿途的岩石。在这场剧烈的碰撞之后,成千上万吨的尘埃和碎石进入大气层,罩住了地球,遮挡了阳光,使得地球连续好几个月甚至好几年都处于黄昏状的黑暗之中。在这种黑暗里,植物不能正常生长──因为它们需要阳光来制造养分。以植物为生的动物不能正常生存,不靠植物为生的其他动物也难以生存,恐龙就是那种不能在黑暗中生存的动物。事实上,根据某些科学家的观点,地球上60%的动物是不能在黑暗中生存的。
然而,小行星或者彗星的陨落真的发生过吗?地球上生命的大规模消亡是有大量资料可查的,但这是由于剧烈的碰撞所造成的吗?让我们从头来叙述这个故事并从中找到答案。
大约150年前,一位名叫理查德·欧文的英国解剖学家创造了"恐龙"(DINOSAUR)这个词来描述刚刚发现的一种曾在地球上生存过的有机物。DINOSAUR这个词源于希腊语的"可怕的"(DEINOS)和"蜥蜴"(SAURS)。那个时候(即1841年),可供研究的恐龙化石少得可怜,因此,人类对恐龙也知之不多。
我们对恐龙的认识了解在过去的一个半世纪里有了一定的提高。我们知道它们是在大约2.25亿年前由爬行动物的祖先进化而成,于大约6 500万年前灭绝的。它们的个子有很大的差异,身长从不足2英尺到140多英尺不等;体重有20磅的,也有90吨的(陆上现存最庞大的动物大象的重量为6吨)。恐龙属爬行类冷血、笨拙型动物,下蛋并且全身长满鳞片。
然而,关于恐龙笨拙、动作缓慢的说法最近也引起了人们的怀疑。研究表明,许多恐龙相对于爬行动物而言是十分聪明的,且腿脚十分麻利。这一观点使得科罗拉多大学的罗伯特·巴克尔于1968年提出,恐龙根本就不是冷血的动物,而是像我们人类一样的热血动物,这一争论至今未得到解决。按照一群英国古生物学家的说法,恐龙有可能"属中间型的"。或者说,个子小些、更灵活的恐龙是热血的,而那些个子大些、笨重的家伙则是冷血的。一位科学家甚至提出,恐龙的新陈代谢可能是随季节变化的:冬天里是热血,夏天里又变成了冷血。
那么,在使得恐龙灭亡的6 500万年前又发生了些什么呢?有没有可以说明某颗小行星或彗星曾撞入地球并灭杀了恐龙的任何证据呢?有的,有证据。
70年代末期,由已故物理学家路易斯·阿尔瓦雷兹和他的儿子、加州大学柏克莱分校的沃尔特·阿尔瓦雷兹率领的一个小组有了惊人的发现。他们注意到,在大约有6 500万年历史的沉积土层中有一种叫做"铱"的元素的含量异常高,铱是地球上罕见的重金属,只存在于地壳的深处,但在小行星和彗星上却大量存在。起初,地质学家们认为6 500万年前的火山活动可能会把铱喷入大气层,落下时便集中形成一个独特的土层。最终,事实并没有能证明这一理论。
那么这与小行星或者彗星又有什么联系呢?小行星或者彗星与地球的碰撞会使小行星或彗星的大部分被气化掉,并使含有大量铱的尘埃进入全球的大气层中,尘埃落到地上后,便形成了含铱丰富的土壤沉积层。阿尔瓦雷兹小组曾在意大利和丹麦发现过这种矿藏,自那以后,这种含有大量铱的土壤层在全球50多个地方先后被发现。这些土壤层有6 500万年的历史,且恰巧与恐龙灭绝的时间吻合,这一点是小行星或彗星灭杀了恐龙的令人信服的证据。而且,某些地方的矿层出现的断裂是由某种剧烈的碰撞所造成的。这一证据也与某颗小行星或彗星曾与地球碰撞过,并且杀死了"可怕的蜥蜴"的理论相吻合(太阳系中落在地球上的块状物被称为"陨星"),落在地球表面的彗星或者小行星,或其某一部分就是陨星。它在陨落之前进入地球的大气层时叫做"流星"。
假如一颗曼哈顿岛那么大的小行星或彗星的确在6 500万年前撞击地球的话,那么撞击所造成的窟窿或者"陨石坑"又在哪里呢?这一直是一个难以回答的问题。不过,多年来人们提出了许多不同的答案。其中之一就是陨石的碰撞砸开或撕裂了地壳,从而导致了形成冰岛(我们知道是由火山形成)的火山活动。然而,这一理论也不再广为人们所接受。在有6 500万年历史的沉积土中的铱矿层在冰岛并不是那么厚。地质学家们推断在碰撞地区周围的铱矿层可能最厚,因为铱矿是在那个位置最先冲进空气中的。而且,伴随着微细的白色富铱沉积土层,一定会有较为粗糙的次沉积层。这可能是碰撞后飞溅的熔岩下落时形成的。正如一粒石子扔入水池时溅起的水花一样。这种次沉积层,也叫做"喷出层",只能出现在碰撞现场几千英里的半径范围之内,而在冰岛却没有发现。
1990年,亚利桑那大学的阿兰·希尔德布兰德沿着铱矿层和喷出层找到了它们的最密集点。他们发现有两处陨石坑可能是陨石撞击地球的现场。一处是在哥伦比亚盆地,位于哥伦比亚北部的加勒比海地区,另一处是在墨西哥东部的尤卡坦半岛的北端。今天,越来越多的证据对尤卡坦陨石坑的推断更有利。它的直径大约为110英里(180公里),形状及成分都很正确。这个陨石坑完全被埋在岩石下面,且位处陆地,尽管在6 500万年前这个地区曾是一片浅海区域。陨石碰撞造成恐龙灭绝的理论的拥护者们觉得他们不仅是发现了"正在冒烟的枪",而且也找到了被枪杀者尸体中的弹头──证据确凿。
你可能会认为,至此,恐龙灭绝之谜已被破解。铱矿土层证明某个小行星或彗星曾撞击地球,而且碰撞所发生的时间也是正确的,再说也发现了一处陨石坑来支持这一理论。然而,疑问依然存在。那么,问题又在何处呢?
问题就在于恐龙是不是一下子突然全部绝迹的。小行星的碰撞会造成恐龙迅速的灭亡──只是几千年的时间,而不需要几百万年。不幸的是,化石记录却没有能给我们展示一个清楚的、无可争辩的画面。人们都知道恐龙大约是在同一时期──即在一个主要的地质纪元(白垩纪)结束,另一个纪元也就是第三纪开始时灭亡的。这一过渡就是大家所熟知的白垩纪──第三纪(或K-T)之交。
宾夕法尼亚大学的彼德·多德逊曾专门对这个时期的恐龙化石记录进行了分析。他的结论是,在白垩纪结束前的800万年,恐龙家族十分兴旺。可是,600万年之后,3/4的恐龙种类便已灭绝。这对于小行星碰撞地球造成恐龙灭绝的理论的支持者来说真是个坏消息。因为许多恐龙看来是在某个小行星或彗星与地球发生碰撞之前就已消失。不过,小行星学派的理论家们却指出,在北美洲的大多数恐龙的种类是一直活到白垩纪──第三纪之交(K-T)时由于发生了陨石碰撞才突然消失的。他们还争辩说只统计恐龙种类多少有些误导性。许多恐龙种类几乎没有多少分支,因而从进化含义上讲不能很充分地被确认。他们说,最重要的种类以及大量的单个恐龙都活到了白垩纪末期,直至过渡期才因为陨石碰撞而灭绝的。
在路易斯·阿尔瓦雷兹和他的儿子惊人地发现铱以来的15年或更长的时间里,陨石碰撞理论经历了一个曲折的历史。目前,传统的学究们开始倾向于支持这一理论,尤其是随着尤卡坦的陨石坑的被发现,对这一理论的间接支持也来自在过去的4.5亿年中地球上至少有过4次其他类型的大规模生命突然灭亡这个事实(尽管这些时期小行星与地球碰撞的诸如含铱丰富的地质结构或能说明问题的陨石坑这类证据仍在出现)。事实上,大约2.4亿年前发生的一次大规模地球生命的灭亡变故使恐龙的灭绝变得黯淡。因为这次变故灭杀了地球上90%以上的生命形式。然而带讽刺意味的是,就是这场大规模地球生命的灭亡为恐龙主宰地球(大约是在这个时候开始)铺平了道路。因为它们的大多数天敌已被消灭。"砰"的一声出现,"砰"的一声又消失了。
最后一点思考:假如陨石碰撞理论真的正确,那么某一块陨石的确撞击地球并导致了恐龙的灭绝倒真是一件好事,不然的话,人类就可能永远也不会进化至今。因为有恐龙至高无上地统治陆地和海洋达无数个百万年的话,哺乳动物生存的空间就会很少。它们可能仍然是小个子的食虫动物,根本就没有有效竞争的能力。这一切都是随着"砰"的一声巨响而开始改变的。
(巴里·E·齐然尔曼、戴维·J·齐然尔曼,见《在岩石上漂浮》,张树昆、张昭理译,
江苏人民出版社1998年版)
21世纪教育网 -- 中国最大型、最专业的中小学教育资源门户网站。 版权所有@21世纪教育网