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白垩纪—古近纪灭绝事件

Wikipedia · 2026-05-29 维基百科 👁 1 阅读

的边界，位於美國科羅拉多州的25號州際公路附近。紅箭頭處即為白垩纪—古近纪界线（因富含銥而著名）]]

白堊紀—古近紀滅絕事件（），又称白垩纪—第三纪灭绝事件（）或白垩纪末灭绝事件，简称K—Pg灭绝或K—T灭绝，是發生於6600萬年前的一次大規模生物集群灭绝事件，其发生标志着中生代的结束与现今的地质年代——新生代的开始。白垩纪—古近纪灭绝事件在地质记录中由全球各地的陆地与海洋岩层中都能发现的白垩纪—古近纪界线沉积物所标识，其中富含地壳中罕见但陨石中常见的稀有金属——铱。在墨西哥湾尤卡坦半岛沿岸的发现的宽的希克苏鲁伯陨石坑证明了一个宽的小行星曾在白垩纪末期撞击当时的西部内陆海道南端与中美洲海道交汇处，为陨石撞击假说提供了确凿证据。

白堊紀—古近紀滅絕事件导致了当时四分之三的物种灭绝，包括几乎所有体重超过的陆生动物——包括所有的非鸟恐龙和翼龍——都在這次事件中集体滅絕，只剩下哺乳類、鳥類和有鳞类等之前在中生代处于食物网下层的小型陆生动物以及基础代谢率较低的水生/半水生变温动物（如鳄类、龟类和蛙类），这些存活的类群在新生代利用劫后空出的生态位发生輻射演化成為如今的優勢動物。水生动物所受的影响相对较小，但除海龟外的所有海洋爬行动物（如鱼龙、滄龍、蛇頸龍等）、大部分非真骨类的硬骨鱼和浅海底层区的软骨鱼（主要是鳐类）、除鹦鹉螺类与蛸类外的所有头足纲软体动物（包括所有的菊石和箭石）、以食碎屑为主的大部分双壳类、过半的介形类甲壳动物、超过三分之一的棘皮动物（特别是低纬度浅海物种）和约98%的热带浅海珊瑚都集体灭绝。白垩纪—古近纪灭绝事件也使得当时尚处于主流的裸子植物从此一蹶不振，之前在白垩纪陆地革命中迅速崛起的被子植物（开花植物）则在劫后取而代之成为新生代植物相的绝对主流。

白堊紀—古近紀滅絕事件是地球歷史上最著名的五大物种滅絕事件中的第五个也是距今最近的一个。雖然由於完全滅絕了非鳥恐龍而令人所熟知（即“恐龙大灭绝”），但其生物多样性丧失程度在地球的五次大滅絕中只能排到第四。綜觀地球歷史，灭绝程度排名第一的二叠纪—三叠纪灭绝事件 滅絕了當時地球生物约57%的科和62%的属、共约81%的海洋物种和70%的陆生脊椎动物物种，为显生宙地質年代中最嚴重的生物集體滅絕事件；排名第二的奥陶纪—志留纪灭绝事件导致了当时49～60%的属和近85%的物种灭绝；排名第三的泥盆纪后期灭绝事件造成了19%的科和至少70%的所有物种（包括约40%的海洋生物）的集体灭绝；相比之下，白堊紀滅絕事件中灭亡的物種总數约为75%，但种群损失总量少于前三者。

判定原则
在白堊紀與古近紀的地層之間有層富含銥的黏土層，名為白垩纪—古近纪界线。恐龍（不包括鳥類）的化石僅發現於白垩纪—古近纪界线的下層，顯示牠們在這次滅絕事件發生時（或之前）迅速滅絕。有少部份恐龍化石在白垩纪—古近纪界线之上發現，但這些化石可能由侵蝕等作用帶離原本地點，並沉積在較年輕的沉積層。

原因
大部分科學家推測這次滅絕事件是由一個或以上原因造成，如小行星或彗星引起的撞擊事件或長時間的火山爆發。希克蘇魯伯隕石坑等隕石坑以及德-{干}-暗色岩的火山爆發與白垩纪—古近纪界线時間相近，被認為最有可能是這次滅絕事件的主因。撞擊事件或火山爆發將大量灰塵進入大氣層中，遮蔽了陽光，降低了植物的光合作用，進而影響全球各地生態系。但也有少數科學家認為，這次滅絕事件是緩慢發生的，而滅絕的原因是逐漸改變的海平面與氣候

顆石藻、軟體動物（包括菊石亞綱、厚殼蛤、水生蝸牛、蚌），還有以上述硬殼動物維生的動物都在這次滅絕事件中滅亡，或遭受嚴重打擊，例如，可能以菊石為食的滄龍類就在此次滅絕事件中滅亡。

雜食、食蟲、以及食腐動物在這次滅絕事件中得以存活，可能是因為牠們的食性較多變。科學家假設，這些生物以死亡的植物與動物為食，或以生物的有機碎屑為生，因而較不受植物群崩潰滅絕的影響。另外，白堊紀末期似乎沒有完全的草食或肉食哺乳動物，牠們和鳥類則藉由食用昆蟲、蚯蚓、蝸牛等小動物而逃過一劫。

在河流生物群落中，只有少數動物滅亡；因為河流生物群落多以陸地沖刷下來的生物有機碎屑為生，較少直接依賴植物。海洋也有類似的狀況，但較為複雜。生存在浮游帶的動物，所受到的影響遠比生存在海床的動物還大，因為牠們幾乎以活的浮游植物為生。反之，生存在海床的動物，則以生物的有機碎屑為食，或本身可轉換成以生物的有機碎屑為食。

滅絕事件過後產生了許多空缺生態位，生態系統花了長時間才恢復原本的多樣度。根據統計分析，這段時間的海洋生物物種數量降低，多是因為迅速的滅亡，而非物種形成的減少。由於微生物的化石記錄多由囊胞所構成，而不是所有的甲藻門（Dinoflagellate）都具有囊胞，因此白垩纪—古近纪界线時期的甲藻類化石記錄並不明確，造成相關研究的差異。

最早自奧陶紀之後，放射蟲（Radiolaria）一度消失於化石記錄。在白堊紀／古近紀交界，可以找到少量的放射蟲化石。沒有證據顯示當時的放射蟲遭到大規模的滅絕。在古新世早期，放射蟲在南極區相當繁盛，這可能因為寒冷的氣候。接近46%的矽藻物種，繼續存活到上古新世。這顯示白堊紀末的矽藻滅絕程度並不嚴重，層度僅到種的程度。

自從1930年代以來，科學家已著手研究白堊紀與古近紀交接時的有孔蟲門（Foraminifera）滅絕狀況。

自從撞擊事件可能造成白堊紀末滅絕事件的理論出現後，更多科學家研究白垩纪—古近纪界线時的有孔蟲門滅絕狀況。另一派認為在白堊紀與古近紀交接時期，有孔蟲門有過多次的滅絕與復原。

底棲的有孔蟲類主要以生物有機碎屑為食，隨着白堊紀末滅絕事件造成大量海洋生物死亡，眾多的底棲有孔蟲類也跟著滅亡。在海洋生態圈復原後，底棲有孔蟲類的食物來源增加，物種形成也跟着增加。

海生无脊椎動物
的化石]]
化石證據顯示，在白堊紀—古近紀滅絕事件的前後，海生無脊椎動物變化相當大。但化石紀錄的缺乏，使得無法顯示出真實的滅絕比例。

在白堊紀晚期的珊瑚綱石珊瑚目中，有接近60%的屬消失，沒有存活到古新世。近一步的研究顯示，棲息於溫暖、副熱帶、淺海地區的珊瑚，記有98%的種滅亡。而那些棲息於較寒冷、透光帶以下、單獨生長、無法形成珊瑚礁的珊瑚，受到滅絕事件的影響較小。與光合作用的海藻共生共存的珊瑚則在白堊紀—古近紀滅絕事件中大量滅亡。但除了研究白垩纪—古近纪界线到古新世地層中的珊瑚化石以外，還要參考當時的珊瑚礁生態系統變化。

棘皮動物中近35%的屬在這次滅絕事件中消失。其中生存在低緯度、淺水的棘皮動物滅亡比例最高；生存在中緯度、深海區域的棘皮動物受影響的程度則較小。這種滅絕模式的成因可能是棲息地消失，尤其是淺水地區的碳酸鹽岩台地。

其他的無脊椎動物，例如厚殼蛤類（可形成礁的蛤蜊）與疊瓦蛤（現代扇貝的大型近親），則在白堊紀—古近紀滅絕事件中全數滅亡。

魚類
在白垩纪—古近纪界线的上下地層，有大量的有頜魚類化石，可供科學家研究這些海生脊椎動物的滅絕模式。在軟骨魚綱中，有接近80%的鯊魚、鰩目、魟魚的科存活過這次滅絕事件；在南極洲附近的西摩島，化石紀錄顯示白垩纪—古近纪界线的上層有大量的硬骨魚死亡。科學家推論當時的魚類曾經面臨環境變動，而K—T事件應是這次環境變動的主因。但是，海洋與淡水環境，減輕了魚類所遭受環境變動的影響。

陸地植物
白堊紀—古近紀滅絕事件發生時，沒有廣佈全球的植物可供研究。但個別地區的植物群連續狀況可供研究。在北美洲，白堊紀—古近紀滅絕事件發生時有大量植物滅亡，但在該次滅絕事件發生前，已有明顯的植物群變化。

在紐西蘭與南極洲等南半球高緯度地區，植物群的物種並沒有大量消失，但植物的繁盛狀況則有短期劇烈變化。北美洲有接近57%的植物物種滅亡。古新世化石紀錄中的蕨葉顯示蕨類開始再度興盛，植物群開始復原。1980年的聖海倫火山爆發後，也出現類似的蕨類復興狀況。

白堊紀末滅絕事件破壞植物群的整體性，使當時真菌等腐生生物激增，這些生物不需依靠光合作用，而分解死亡植物以吸收營養。真菌繁盛只持續數年，大氣層恢復正常後，光合作用植物（例如蕨類）開始再度生長。

兩棲動物
證據顯示，两栖动物沒有因為白堊紀—古近紀滅絕事件而大量滅亡，大多數成員都存活下來。

蛙类存活到古新世，似乎只有少數種滅亡。但在化石紀錄中，蛙类的科與屬數量並不清楚。

現存的鱗龍類包括喙頭蜥目、有鱗目。在中生代早期，喙頭蜥目是群相當成功的動物，而且分佈廣泛，但在白堊紀中期開始衰退。喙頭蜥目目前僅存一屬，僅存於紐西蘭。

現存的有鱗目包括蜥蜴、蛇、以及蚓蜥，牠們在侏儸紀佔據許多不同生態位，並成功存活到白堊紀。有鱗目存活過白堊紀末滅絕事件，成為現今最成功、最多樣的爬行動物，目前總計有超過6000個種。目前未知有任何陸生有鱗目的科在這次滅絕事件中消失，化石證據也顯示牠們的數量沒有明顯變化。這些陸生有鱗目動物體型小、代謝率適應力強以及可改變棲息環境的能力是牠們在白堊紀晚期／古新世早期倖存的原因。

主龍類
主龍類包括兩個主要演化支，伪鳄类包括鱷魚與其近親，鳥頸類主龍包括翼龍目、恐龍、以及鳥類。

鱷形超目
馬斯垂克階的化石紀錄中，鱷形超目有十科存在者，其中五科在白垩纪—古近纪界线後消失，其餘五科存活到古新世。這些倖存的鱷魚大多棲息於淡水與陸地環境，唯有森林鱷科同時存活於淡水與海洋環境。由此可看出有一半鱷魚滅絕，而且沒有大型鱷魚存活下來，如北美洲的恐鱷。

翼龍目
在馬斯垂克階，唯一確定存在的翼龍類是神龍翼龍科，神龍翼龍科也在滅絕事件中滅亡了。在白堊紀中期，仍有十科大型翼龍類存活者，而後逐漸衰退。較小型的翼龍類則早在馬斯垂克階以前就已滅亡。在馬斯垂克階前，已出現小型動物衰退，而大型動物更為繁盛的現象。在這個時期，新鳥亞綱開始變多樣，並取代其他原始鳥類與翼龍類的生態位，這些動物之間可能出現直接的競爭，或只是新鳥亞綱佔據這些消失物種的空白生態位。

恐龍
覓食的重建圖]]
許多白堊紀末滅絕事件的研究，都關注於恐龍如何滅絕。除了少數的爭議研究，大部分科學家同意恐龍（不包括鳥類）在白堊紀末滅絕事件中滅絕。關於恐龍的滅絕過程分為兩派意見，第一派認為在白堊紀的最後數百萬年，恐龍的多樣度已出現衰退，第二派則認為，在最後數百萬年，並沒有跡象顯示恐龍的衰退。而目前科學家仍無法根據這個時期的恐龍化石，在這兩派意見中做出定論。目前沒有證據顯示馬斯垂克階晚期的恐龍，有穴居、游泳、潛水等習性，所以無法減低環境變動所帶來的影響。某些小型的恐龍可能會存活下來，但无论草食或肉食恐龙都會面臨植物或獵物的短缺。

有數名研究員主張恐龍是逐漸滅絕，甚至有恐龍存活到古新世。他們宣稱在海爾河組的岩層中，在白垩纪—古近纪界线上方1.3公尺處，發現七种恐龍牙齿化石，意味着在白垩纪—古近纪界线後四萬年仍有恐龍生存。

鳥類
大部分古生物學家認為鳥類是唯一存活到今日的恐龍。在鳥類中，除了新鳥亞綱以外的原始鳥類在白堊紀末滅絕，包括當時相當繁盛的反鳥亞綱與黃昏鳥目。數個關於古鳥類化石的研究顯示，在白垩纪—古近纪界线以前，鳥翼類物種已開始變得多樣，有化石证据表示在馬斯垂克階晚期时基干鸡雁小纲就已出现，并與非鳥恐龍共同生存。許多新鳥亞綱因為能夠潛水、游泳、或是在水中與沼澤尋找庇護地，因此得以在這次滅絕事件中存活。此外，許多鳥類能夠築穴，或生存在樹洞或白蟻巢中，牠們也存活過這次滅絕事件。這些存活下來的鳥類，在滅絕事件後佔據許多非鳥恐龍的原本生態位。以及岡瓦那獸亞目（Gondwanatheria，屬於異獸亞綱），都存活過白堊紀—古近紀滅絕事件，但都遭受重大損失。生存在北美洲與亞洲的原始有袋類三角齒獸超科（Deltatheroida）遭到絕種。在北美洲的海爾河組，10種多瘤齒獸目中有至少一半成員，以及11種有袋類，都遭到滅亡。目前研究指出，儘管非鳥恐龍消失留下大量生態位，但哺乳動物並未因此爆炸性多樣化。一個研究指出，數個哺乳動物的目，在白堊紀—古近紀滅絕事件後不久開始多樣化，包括翼手目（蝙蝠）、鯨偶蹄目（鯨魚與海豚、以及偶蹄類）；顯示在滅絕事件發生前，這個地區的食物相當豐富。

除了豐富的恐龍化石，植物化石紀錄可重建出植物物種的大幅減少，成為滅絕事件的證據。在白垩纪—古近纪界线以上的馬斯垂克階晚期地層，花粉化石證實該時期的優勢植物是被子植物；在交界處的地層，花粉化石很少，主要是蕨葉化石。從白垩纪—古近纪界线往上層探索，可以看出花粉化石的數量逐漸增多。在火山爆發後的地區，也可找到這種植物化石的改變模式。

海洋化石
海生浮游生物的大規模、迅速滅亡，發生於白垩纪—古近纪界线時。早在白垩纪—古近纪界线前，菊石亞綱已有小規模、緩慢的衰退，可能與白堊紀晚期的海退有關，其餘的屬在白垩纪—古近纪界线時滅亡。雙殼綱疊瓦蛤科的大部分物種，在白垩纪—古近纪界线前已經逐漸滅亡；同樣在白堊紀末期，菊石的多樣性也有小規模、逐漸的衰退。研究顯示，在白堊紀晚期的海洋中，已出現數種不同的滅絕模式，發生時間部分交錯，這些滅絕模式結束於白堊紀末滅絕事件。科學家已發現少數橫跨白垩纪—古近纪界线、帶有化石的地層，年代從白垩纪—古近纪界线前數百萬年，到白垩纪—古近纪界线後近百萬年。。在2004年，J. David Archibald與David E. Fastovsky試圖提出一個結合多重原因的滅絕理論，包括：火山爆發、海退、以及撞擊事件。恐龍是當時最大的脊椎動物，首先受到環境改變的衝擊，多樣度開始衰減。火山爆發噴出的懸浮粒子，使得全球氣候逐漸冷卻、乾旱。最後，撞擊事件導致依賴光合作用的食物鏈崩潰，並衝擊已經衰退的陸地食物鏈與海洋食物鏈。多重原因理論與單一原因理論的差別在於，單一原因難以達成大規模的滅絕事件，也難以解釋滅絕的模式。早在1950年代時，已經有類似的撞擊事件理論，但當時沒有發現任何證據。

2007年9月，美國科羅拉多州美國西南研究院的研究人員威廉·波特克（William Bottke）與數位捷克籍科學家用電腦計算出希克蘇魯伯撞擊事件的可能肇事者。根據他們的模擬計算結果，該隕石坑有90%可能由名為巴普提斯蒂娜的小行星造成，該小行星直徑接近160公里，目前於火星與木星之間運行；根據推論，1億6000萬年前，巴普提斯蒂娜小行星被直徑約55公里的未命名小行星撞擊粉碎，主要碎片形成巴普提斯蒂娜族小行星帶，而某些碎片則闖入地球的公轉軌道，其中一塊直徑10公里的碎片在6500萬年前撞擊墨西哥尤卡坦半島，形成希克蘇魯伯隕石坑。另外，月球表面的第谷環形山於1億800萬年前形成，也可能是巴普提斯蒂娜族小行星帶的撞擊結果。

撞擊事件會使大量灰塵進入大氣層，遮闢陽光，時間可長達一年。另外，大量硫酸以氣溶膠形式進入平流層，將抵達地表的日照量降低10%到20%，妨礙植物的光合作用；平流層內的氣溶膠完全沉降，可能需要十年之內的時間，這將導致植物、浮游植物的大量消失，而在食物鏈上層的草食動物、掠食動物也跟着滅亡。而以生物有機碎屑為食的小型生物，受到滅絕事件的影響較小。。

如果當時曾發生全球火風暴，大氣層中的二氧化碳含量將上升，並在空氣中的灰塵、微粒沉降後，繼續造成短期的溫室效應。在撞擊事件時存活的生物，可能因上述效應而死亡。

撞擊事件可能會造成酸雨，這依撞擊發生地點的地層成分而定。但科學家指出，酸雨造成的影響相對而言較小，而且最多持續約12年。位於墨西哥尤卡坦半島沿岸的希克蘇魯伯隕石坑，是最符合阿爾瓦雷茨理論的隕石坑。在1978年，格倫·彭菲爾德（Glen Penfield）發現並鑑定希克蘇魯伯隕石坑。在1990年，其他研究人員完成希克蘇魯伯隕石坑的研究，該隕石坑呈橢圓形，平均直徑為180公里，規模符合阿爾瓦雷茨理論的推測。

從隕石坑的地點與形狀判斷，該小行星撞擊到陸地與海洋交界，除了造成大量灰塵與微粒，還有大型的海嘯。加勒比海與美國東部的數個地層，在當時為陸相地層，卻發現來自海洋的砂；在其他的海相地層，則發現來自陸地的植物碎屑與岩石。撞擊發生處有碳酸鈣地層，這將產生大量的二氧化硫氣溶膠，也會降低地表的日照量，造成酸雨，對植物、浮游生物、具有鈣質外殼的生物造成傷害，例如顆石藻與軟體動物。在2008年8月，一群科學家利用地震學資料，提出該隕石撞擊到的水域，比往常所認定的更深。他們提出這將造成更多的硫酸氣溶膠，嚴重影響氣候，造成更多酸雨。大部分的古動物學家同意在6550萬年前曾有發生小行星撞擊地球，但撞擊事件是否還有其他因素，仍在研討、探究中。

德-{干}-暗色岩
的岩石年代圖，粉紅色部分為德-{干}-暗色岩爆發形成的火成岩。]]
在2000年以前，就有學者主張德干暗色岩（Deccan Traps，一種洪流玄武岩地形）是這次滅絕事件的主因，但因為這次火山爆發始於6625萬年前，並持續超過20萬年，所以當時認為德干暗色岩火山爆發所造成的滅絕事件應該是逐步、緩慢的。但現在有證據顯示，有2/3的德干暗色岩地形在一萬年內形成，發生於6550萬年前。顯示這次火山爆發造成了快速的滅絕事件，可能在數千年內，但還是遠比撞擊事件長。

德干暗色岩火山爆發藉由數種方式造成了滅絕事件，灰塵與二氧化硫大量噴出，灰塵使地表的日照量下降，植物的光合作用減少；當灰塵慢慢降落至地表時，火山爆發噴出的灰塵和二氧化硫氣體，造成許多植物因此而死亡，植食恐龍因沒有食物而滅亡，而肉食恐龍也相繼滅絕。

在德干暗色岩火山爆發仍認為是緩慢滅絕事件時，路易斯·阿爾瓦雷茨便已提出古生物學家被少數資料混淆。他的警告當時沒有人接受，但後來的化石層研究證明早期研究的確有誤。目前大部分古生物學家已普遍接受撞擊事件是白堊紀末滅絕事件的主因。不過，路易斯·阿爾瓦雷茨的兒子沃爾特·阿爾瓦雷茨認為在這次撞擊事件前，地球上已發生其他重大事件，例如：海平面下降、造成德干暗色岩的大規模火山爆發，它們可能也是這次滅絕事件的綜合原因之一。

多重撞擊事件
目前已經發現數個隕石坑，形成時間相當於白垩纪—古近纪界线。這些發現指出，當時可能有多次撞擊事件發生；這種模式類似發生在1994年的苏梅克-列维9号彗星，因為潮汐力而分裂，數個碎片在接下來的幾天內陸續撞擊木星。這些隕石坑包括烏克蘭的波泰士隕石坑，直徑24公里，形成時間約在距今6517萬年前（誤差64萬年）、北海的銀坑隕石坑，直徑20公里，形成時間約在距今6500萬年前到6000萬年前。位於印度外海的濕婆隕石坑，當時位於特提斯洋，也是多重撞擊事件的可能隕石坑之一。

馬斯垂克階的海退事件
有明確的證據顯示，在白堊紀馬斯垂克階發生了中生代以來最大规模的海退。在世界各地的一些馬斯垂克階地層，最早的部分是海床，較早的部分是海岸地層，最晚部分則是陸相地層。這些地層沒有因為造山運動而傾斜、摺曲的跡象，因此最有可能的解釋是海退。目前沒有海退原因的相關證據，較為普遍的解釋是中洋脊的活動降低，而這些巨大海底山脈隨者自身的重量而緩慢沉降於海底地層中。

大規模海退造成大陸棚大幅消失，棲息在大陸棚（或稱陸棚、大陸架）的海洋生物最豐富，因此海退可能會造成海洋生物的滅絕。研究也顯示，海平面的變化，不足以造成如此嚴重的菊石滅亡。海平面的下降可能造成大氣環流系統與洋流系統的變化，形成氣候變遷；海洋面積的縮小也會使地表的反照率下降，而使全球氣溫上升。

大規模海退也使許多大陸海消失，例如北美洲的西部內陸海道。這些海域的消失持续了约一千萬年，生物繁盛的海岸平原，例如恐龍公園組。同時，由於陸地相對上升，河流的長度更長，使淡水的生存區域擴張。海洋與淡水區域的消長變化，使淡水脊椎動物增加，而海洋生物則數量減少，例如鯊魚。

注释
參考資料
*

外部連結
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