大约 6600 万年前，一颗直径 7.5 英里（12 公里）的小行星撞击了如今墨西哥尤卡坦半岛。这次撞击汽化了岩石，引发了野火，并产生了一团烟尘，使整个地球变暗变冷。这些不适宜生存的条件导致了包括恐龙在内的 76% 的地球物种灭绝。
现在，科学家们研究了这些烟尘中有多少来自野火，有多少来自撞击坑（称为希克苏鲁伯撞击坑）中的旧岩石物质，如煤和石油。该团队于 9 月 28 日在《美国国家科学院院刊》杂志上报道称，来自撞击坑和两个遥远深海地点的沉积物化学成分表明，最初的碳来自快速加热的化石来源。他们还得出结论，来自野火的烟尘后来加剧并可能延长了地球经历的“撞击冬天”。
“有多种因素影响了这次灭绝，”宾夕法尼亚州立大学地质学家、这项新研究的合著者 Shelby Lyons 说。她说，这项研究表明，来自岩石的碳也起到了作用。
几十年来，研究人员一直在恐龙灭绝时期的世界各地沉积物中发现燃烧过的碳化合物。这些化合物包括木炭、烟尘和称为多环芳烃 (PAHs) 的化学物质。
“这些化合物通常在加热时形成，”Lyons 说。“你在烤肉时会发现它们，汽车尾气中会发现它们，加州的野火烟雾中会发现它们，残留的木炭中也会发现它们。”
康涅狄格大学古气候学家 Clay Tabor（未参与此项研究）表示，关于撞击和由此产生的野火热脉冲的强度仍存在争论。这引发了关于野火（燃烧植物物质、破坏栖息地并将烟雾吹入大气层）和数百万年来由腐烂动植物形成的化石燃料相对重要性的问题。“无论如何，烟尘在灭绝中似乎都起着重要作用，”Tabor 在一封电子邮件中说。“这项研究是理解燃烧标记物来源的重要一步。”
为了探究这些物质的来源，Lyons 和她的同事们检查了来自撞击坑以及南大西洋和印度洋两个地点的样本。他们重点研究了多环芳烃（PAHs）——由碳原子融合形成环状的化合物，这些环状结构略微类似于鸡网。当碳被加热时，多环芳烃就会产生，无论是在地壳中缓慢加热，还是在火灾中瞬间加热。
Lyons 和她的团队观察到的大部分多环芳烃 (PAHs) 都具有独特的形状。“这种物质的特性看起来像是……被极快地燃烧了，但其初始来源是古代碳，”Lyons 说。她说，野火横扫地表时产生的多环芳烃 (PAHs) 的化学结构会不同。
Lyons 和她的团队估计，大约 7.5 × 1014 到 2.5 × 1015 克（约相当于 7550 座帝国大厦的重量）的这种古代碳在数小时内被喷射到空中并环绕全球。这些烟尘，以及被汽化岩石产生的巨量尘埃和含硫化合物，会遮蔽阳光，引发寒冷黑暗的撞击冬天。“它会沉降在上层大气中，并在那里停留多年，”Lyons 说。
然而，沉积物中还埋藏着大量的木炭，这是木质物质燃烧时形成的。尽管如此，Lyons 和她的同事们认为，这些野火产生的大部分烟尘会留在低层大气中，并被降水清除。而那些确实到达上层大气中的烟尘则需要一段时间才能积累。
“来自目标岩石的燃烧物质在数小时内就会被送入地球的上层大气，而野火则需要数月，”Lyons 说。“一小部分燃烧物质来自目标岩石，但这些物质可能最具影响力。”
