王原 徐星 邵穎 編譯 2007年12月19日 09:14
關於集群絕滅的最關鍵的問題是：它的起因是什麼?這方面的觀點實在太多了。總的來說，一些人認為，所有集群絕滅都是由一個單一的因素導致的，而另一些人堅信每一事件都有其各自的獨特原因。
1984年勞普和塞普科斯基發現，在過去的2.5億年中，集群絕滅存在明顯的週期性。這一發現使對“共同原因”的探索獲得了巨大的成功。他們對海洋動物的研究發現，絕滅率每隔2600萬年出現一個峰值。人們提出了許多模式，這些模式都認為每2600萬年，歐爾特意星雲受到週期性的擾動，造成大量的慧星衝進太陽系。這些擾動因素可能來自太陽姊妹星座的偏離軌道、納米希斯伴星的影響、銀河系平面的傾斜，或神秘的位於太陽系邊緣冥王星外的行星X的影響。週期論在地質學界的支援者們，在集群絕滅的界線處竭力尋找大撞擊的證據，以期望加強已發現的K／E事件(白堊係與下第三係界線事件)的物理的證據。
不過，週期論的批評者們則認為每一次的集群絕滅都是一個單獨的事件，集群絕滅事件之間並沒有任何聯繫。勞普和塞普科斯基所發現的2600萬年的週期只不過是人為的統計結果，或者是有限的數據分析造成的。
但是，週期論還是受到人們偏愛。進一步的統計學分析傾向於支援勞普和塞普科斯基的觀點，然而，尋找納米希斯伴星和行星X的工作並不成功。其他已知集群絕滅的“大撞擊”的證據也不充分，在前述的週期表的10-11個集群絕滅的峰值中，只有2-3個發現了撞擊的證據，而且只有K／E事件的撞擊證據是真正有力的。
在對集群絕滅起因的研究中，最好的例子是對 2.25億年前的P／T事件(古生代末，二疊係與三疊係界線事件)和6500萬年前的K／E事件(中生代末)的起因的研究。
史密斯遜研究院的歐文對P／T事件的研究現狀做了一個回顧，一些數據表明這一事件發生在整個晚二疊世(時間跨度為1000萬年或更多)，而其他的數據表明這是一個相當迅速的事件。有關絕滅的原因有以下幾種假說：(1)由於各大陸融合形成“泛大陸”，造成大陸上和海洋中的生物地理區域縮小；(2)全球氣溫升高；(3)全球氣溫降低；(4)海水鹽度減小；(5)大規模海退；(6)海水缺氧；(7)大的火山噴發產生毒質和過多的二氧化碳；(8)大撞擊產生毒質和過多的二氧化碳，以及遮蔽太陽所引起的降溫。歐文不同意全球降溫的觀點(3)，並認為(4)，(7)，(8)的證據不足，他傾向於把剩下的幾種假說綜合起來，並把它們與二疊紀末的大海退以及當時西伯利亞的火山噴發聯繫起來。
有關6500萬年前的K／E事件研究的出版物每年就達500-1000種之多，而且，在《自然》和《科學》雜誌上，幾乎每周都有有關的報道。這一研究熱潮始於 1980年，當時，加利福尼亞大學伯克利分校的阿爾瓦雷斯和他的同事提出了一個直徑10公里的小行星撞擊地球而引起恐龍和其他同時代的生物絕滅的觀點。
關於碰撞假說有兩個關鍵的證據：在K／E界線上的世界範圍的銥異常和相關的衝擊石英。銥是一種地殼上很稀少的鉑係元素，一般來自空間的隕石，其平均豐度很低。但是，在K／E界線上，其豐度非常高，出現了一個銥高峰。而且，有幾個削面發現了衝擊石英，顆粒狀的石英帶有十字型的條紋，這是衝擊的壓力下形成的。還有一些地球化學和古生物學的證據。K／E界線處的浮游生物和其他一些海洋生物的突然絕滅，以及花粉比率的突然變化均表明發生了一場災難性的絕滅。
這種“基本”的災變模式成立的前提是K／E絕滅從地質時間的角度看是發生在一夜之間，或者至少是在一年之內。它的十個變型則允許災變式的絕滅以一種逐步的方式發生，比如100萬-300萬年中發生大量的慧星雨。K／E界線的識別不太可能在每個剖面中都精確到毫米級，也不太可能都有如下證據的支援；最後一個恐龍化石的消失、陸地花粉化石的變化、海洋菊石及無脊椎動物化石的變化等。然而，確實需要別的技術對世界各地的這些變化進行相關的研究，以確定它們是否發生在同一時間。
與地外災變模式相對的、K／E集群絕滅的另一個解釋是漸變論者的觀點。他們認為生物種類的減少是長期的氣候變化造成的，於是亞熱帶的恐龍的棲息地讓位於溫帶松樹佔統治的哺乳動物的棲息地。這一“生態系統漸變模式”在精確對比孤立的哺乳動物區係的問題上也受到了挑戰。漸變論已經涉及了包括海洋和陸地的K／E事件的所有方面，證明了在晚白堊世許多生物類群是逐漸衰落的。陸地氣候的變化與海平面和淺海暖流的區域的變化有關。
對K／E事件的另一個錯誤解釋是近年來有一定影響的第三種理論，其觀點是大多數的K／E現象可以用火山活動來解釋。印度德幹火山代表一次發生在K／ E界線上持續200萬-300萬年的巨大岩漿噴發。火山模式的支援者們試圖用德幹火山噴發造成的後果來解釋所有的災變的物理的指示物(銥、衝擊石英、球粒和類似的東西)。有人用火山模型把絕滅解釋為暫態的，而另一些人則認為連續的火山噴發造成了在300萬年左右的時間內生物逐漸絕滅的漸變模式。
總之，儘管有些證據也支援火山模型，但地球化學和岩石學的證據，比如銥異常、衝擊石英、玻璃球粒、以及契克敘盧勃隕石坑，強有力地支援了6500萬年前地球上可能發生了一次大撞擊。儘管很多古生物學資料支援暫態絕滅的觀點，但大多數資料仍然表明絕滅經歷了一個較長的時期，超過100萬-200萬年。關鍵的問題在乎長期的逐漸絕滅是一個真正的模式還是由於化石採集的不完全而人為造成的，以及如果發生了撞擊，它是如何導致那些在化石記錄中發現的絕滅模式。現有的絕滅模式或者在生物學上是不可能的，或者是過於強調災變。我們可以發現，一個絕滅模式必須解釋這樣一個事實，即75％的科在K／E事件後仍然存在，它們中的很多似乎沒有受到任何影響。這兩種模式是否能被統一?是否能用海平面和氣候的逐漸變化來解釋長時期的衰落?用撞擊來解釋K／E界線附近生物化石的突然消失，現在還很難定論。
