新澤西盤船菊石（Discoscaphites jerseyensis）
山城小鎮古比奧（Gubbio）在羅馬以北近200公里處，或許可以稱之為市政建設的活化石。鎮上的街道極窄，很多地方連最小的菲亞特汽車也無法通過。那些由灰色石塊鋪就的小廣場看起來就跟但丁那個時代[1]沒什麼兩樣。實際上，在1302年，正是一個被委任為佛羅倫薩市長的古比奧人利用他手中掌握的權力流放了但丁。如果你像我一樣在冬天來到古比奧，就會看到遊客們都已離開，旅館也已打烊，連鎮上那座像圖畫一般的宮殿也變得門可羅雀。古比奧就好像是中了魔咒一樣，等著被喚醒。
剛一出小鎮的邊緣，就有一道狹窄的山谷向著東北方向延伸出去，人稱博塔奇奧納（Bottaccione）谷。山谷兩側的巖壁有一條條傾斜的石灰岩帶。遠在有人到此定居之前，甚至遠在人類誕生之前，古比奧位於清澈碧藍的海水之下。微小海洋生物死去的軀體就像雨點一樣落在這片海床之上，一年又一年，一個世紀又一個世紀，一個千年又一個千年，不斷累積。在製造了亞平寧山脈的那次抬升運動中，這片石灰岩地區被提升起來，並傾斜了45°角。於是，今天沿著這條山谷漫步，就如同走過了一層又一層的時間。在百米距離之內，你能走過一億年的歷史。
博塔奇奧納谷如今憑其自身的魅力成為一處觀光景點，只不過是對特殊的一類人而言。20世紀70年代末期，一位名叫沃爾特·阿爾瓦雷斯（Walter Alvarez）的地質學家來到這裡研究亞平寧山脈的起源，結果卻多少有些意外地改寫了地球的生命史。在這條山谷裡，他最先發現了一顆巨大小行星的蛛絲馬跡。正是這顆小行星終結了白堊紀，並且製造了或許是地球歷史上最為糟糕的那些歲月。當塵埃落定的時候——此處既是比喻亦是真實的描述——全部物種的四分之三已經被徹底消滅了。
小行星撞擊的證據存在於薄薄一層黏土之中，差不多在山谷半腰處。來此參觀的人可以把車停在附近開闢的一條岔道上。這裡還有一塊展板，用意大利文解釋了這個景點的意義所在。那個黏土層很容易看到。大概有成百上千根手指在這兒挖過黏土，就像羅馬聖彼得銅像的腳趾，已經被朝聖者的親吻磨光。我去參觀的那天，灰色的天穹下刮著大風，整條山谷都屬於我一個人。我想知道究竟是什麼原因讓人們伸出了挖土的手指。僅僅只是好奇心的驅使？或者是地質學意義上的“到此一遊”？抑或是某種更具移情意味的心理：渴望去觸碰那個業已消逝的世界——縱然只是間接的方式？當然，我自己也要伸出手指來挖一挖。在溝槽中戳來戳去之後，我刮出來石子大小的一塊黏土。它的顏色像是破舊的磚塊，質感像是幹掉的泥土。我把黏土放在一張糖紙裡包好，揣進口袋——那是屬於我自己的一小份紀念品，代表了這顆行星上曾經發生的那場大災變。
沃爾特·阿爾瓦雷斯來自一個頗有名望的科學世家。他的曾祖父和祖父都是知名物理學家。他的父親路易斯是加利福尼亞大學伯克利分校的一位物理學家。不過，是沃爾特的母親帶著他在伯克利的群山中遠足，才讓他對地質學產生了興趣。沃爾特在普林斯頓大學讀了研究生之後，到石油公司找了一份工作。當穆阿馬·卡扎菲（Muammar Gaddafi）於1969年奪取利比亞政權的時候，他就在那個國家。幾年之後，他在拉蒙特-多爾蒂（Lamont-Doherty）地球觀測所找到了一份研究工作，就在哈得孫河邊上，曼哈頓對岸。當時，通常被稱為“板塊構造革命”的風潮正在席捲學術界，拉蒙特觀測所的研究者們也都投身其中。
阿爾瓦雷斯決定要在板塊構造學說的基礎上研究意大利半島是如何形成的。這個項目的關鍵是一種暗紅色的石灰岩，意大利人稱之為“紅石片”（scaglia rosso）。這種東西在很多地方都能找到，其中之一就是博塔奇奧納谷。這個項目開展之後，卡在了某個問題上，然後就轉變了方向。後來說起這些事情，他曾表示：“在科學上，有時運氣比智慧更有用。”[2]最終，他的研究工作把他帶到了古比奧，身邊還有一位名叫伊莎貝拉·普雷莫利·席爾瓦（Isabella Premoli Silva）的意大利地質學家做伴，而她的專長是有孔蟲門動物。
有孔蟲門動物，或者簡稱有孔蟲，是一種微小的海洋生物，能夠製造方解石或其他材質的硬殼。當殼裡的動物死去之後，這些微小的殼就會漂落在海底。硬殼的樣子非常獨特，隨物種而各不相同。在顯微鏡下，有些硬殼看起來像蜂窩，有些像辮子或是氣泡，甚至是一串葡萄。有孔蟲很容易廣泛分佈，並大量保存下來。這使得它們成為一種很有用的標準化石：根據某一層岩石中所發現的有孔蟲品種，像席爾瓦這樣的專家就能說出這層岩石的年齡。當他們沿著博塔奇奧納谷開展工作的時候，席爾瓦告訴阿爾瓦雷斯，化石分佈序列有些古怪。在白堊紀最後一個時期的石灰岩層中，含有品種豐富、各式各樣且尺寸相對較大的有孔蟲，有些甚至像沙粒一樣大。在這層石灰岩上面緊挨著一層黏土層，大概有一厘米多厚，裡面沒有任何有孔蟲。在黏土層的上面又是石灰岩層，重新出現了有孔蟲，但只有少量的品種，且全都非常微小，與下面那些較大的物種完全不同。
用阿爾瓦雷斯自己的話說，他的學校教育奉行“差不多算是絕對的均變主義思想”。[3]他所受的訓練令他相信，任何一類生物的消失必然是一個逐步的過程，一個物種慢慢消失之後，另一個物種才會消失，然後才是第三個，以及更多。這正是萊爾和達爾文思想的承繼。然而在古比奧石灰岩層的序列之中，他看到了某種不同的東西。下層的許多有孔蟲物種似乎是突然之間就消失了，並且都發生在差不多同一時間。阿爾瓦雷斯後來回憶說，這整個過程當然“看起來很出乎意料”。然後，時機的問題也很奇怪。大尺寸的有孔蟲似乎正好是在已知最後的恐龍物種滅絕時一起消失的。在阿爾瓦雷斯看來，這不僅僅是巧合。他認為，如果能知道那層一厘米厚的黏土層到底代表著多長的時間區段，將會很有意思。
1977年，阿爾瓦雷斯在伯克利得到了一份工作，並把從古比奧採集的樣品帶到了加利福尼亞，而他的父親此時仍在伯克利工作。當沃爾特還在研究板塊構造的時候，他的父親路易斯已經獲得了諾貝爾獎。路易斯還開發出了第一台質子直線加速器，發明了一種新的氣泡室[4]，設計了幾種創新性的雷達系統，並與他人共同發現了氚。在伯克利，路易斯漸漸被人們稱為“瘋狂點子先生”。當時，有一場關於埃及第二大金字塔的爭論引起了他的興趣，爭論的焦點是這座金字塔內是否有裝滿財寶的寶箱。於是，他設計了一個試驗來解決這個問題，但是竟然需要在沙漠中架設一台μ子探測器。探測器給出的結果表明，金字塔裡實際上是實心的石頭。還有一次，他對於肯尼迪遇刺案產生了興趣，於是做了一個實驗：把寬膠帶纏在哈密瓜上，再用來復槍進行射擊。實驗結果證明，總統被擊中之後頭部的運動軌跡與沃倫委員會[5]的調查結果是一致的。當沃爾特告訴他父親古比奧的謎題之後，路易斯非常感興趣，並想出了一個瘋狂的主意：用元素銥來確定黏土的年代。
銥在地球表面非常稀少，但在隕石中很常見。微量的隕石一直以顯微鏡下才能看到的宇宙塵埃這一形式，速率均勻地撒落在地球表面。路易斯推測，累積形成黏土層所用的時間越長，落在其中的宇宙塵埃就越多，那麼其中包含的銥就越多。他聯繫了伯克利的一位同事富蘭克·阿薩羅（Frank Asaro），他的實驗室是當時少有的幾家擁有合適的設備來完成檢測的實驗室之一。阿薩羅同意對十來個樣品進行檢測，但他很懷疑這一檢測能得出什麼有用的結論。沃爾特給了他一些黏土層之上的石灰岩樣品，一些黏土層之下的石灰岩樣品，還有一些黏土層本身的樣品。然後，他能做的只有等待。九個月之後，他接到了一個電話。黏土層的那些樣品有非常嚴重的問題，裡面的銥含量遠超正常水平。[6]
沒人知道其中的原因是什麼。這只是某種詭譎的異常，還是更為重大的發現？沃爾特飛往丹麥，在一個叫作斯泰溫斯崖（Stevns Klint）的地方採集石灰岩中間的白堊紀晚期沉積物。在那裡，白堊紀末期的地層也是一層黏土，顏色烏黑，聞起來就像是死魚。對這些散發著惡臭的樣品進行分析之後，同樣顯示了宇宙空間水平的銥含量。來自新西蘭南島的第三組樣品同樣在白堊紀末期體現出一個銥含量的尖峰。
據一位同事說，路易斯聽到這個消息時興奮得“就像是聞到血腥味的鯊魚”。[7]他感覺到一項重大的發現或許就在眼前。阿爾瓦雷斯父子開始詳細地討論數據背後的理論機制。但他們所能想到的每一種理論，要麼與手頭的數據不符，要麼就是通過進一步的檢驗排除了。最後，就在鑽了一年的死胡同之後，他們得出了大撞擊假說。6500萬年前，在本應極為平常的一天，一顆直徑達10公里的小行星撞擊了地球。在觸地的一瞬間，小行星發生了爆炸，釋放出的能量相當於1億兆噸TNT炸藥的水平，或超過100萬顆人類所測試過的最強大氫彈。碎為齏粉的小行星，以及其中所包含的銥，在整個地球表面上瀰漫著，遮天蔽日，導致氣溫驟降。一場大滅絕無可避免。
阿爾瓦雷斯父子把在古比奧和斯泰溫斯崖所得樣品的分析結果，以及他們據此提出的理論，整理成為論文之後投給了《科學》雜誌。“我記得論文的寫作非常辛苦，我們付出了一切努力以期使其盡可能的嚴謹。”沃爾特對我說。
阿爾瓦雷斯父子的論文《白堊紀-第三紀滅絕事件的地外成因》於1980年6月發表。該文引發了劇烈的反響，甚至超越了古生物學的界限。從臨床心理學直到兩棲爬行動物學的學術期刊全都在報道阿爾瓦雷斯父子的發現。很快，“終結白堊紀的小行星”這一概念又被《時代週刊》和《新聞週刊》這些雜誌選中了。一位時事評論員寫道：“用驚人的地外事件把恐龍這種有趣的生物和十足的蠢蛋聯繫起來”似乎“像是一位聰明的出版商為了賺取銷量而捏造出來的情節”。[8]受到大撞擊假說的啟發，卡爾·薩根（Carl Sagon）領導下的一組天體物理學家決定要為一場全面戰爭所造成的影響建立模型，最終得出了“核冬天”的概念。而這一概念又引發了另一波新聞報道熱潮。
然而在專業的古生物學家當中，阿爾瓦雷斯父子的理論得到的只是辱罵，辱罵的對象甚至常常是他們本人。一位古生物學家告訴《紐約時報》：“這種貌似真實的物種大滅絕其實只是統計學上的假象，出自對生物分類學的一知半解。”
另一位古生物學家則斷言：“他們的自大簡直令人難以置信。他們根本就不知道真正的動物如何演化，如何生存，如何滅絕。拋去無知不談，這些地球化學家似乎覺得，只要開動某種高級的機器，你就能讓科學產生天翻地覆的革命了。”
第三位古生物學家宣佈：“沒見過的火流星落入沒見過的大海——我可接受不了這個。”
另一位古生物學家表示：“白堊紀大滅絕是漸進式的，而大災變的理論是錯誤的。但是過分簡單化的理論今後還是會出現，引誘少數科學家，為大眾雜誌的封面增色。”[9]相當奇怪的是，《紐約時報》的編輯部決定也要攪到這件事情中來。“這種從星星中尋找地球上某些事件起因的工作，天文學家應該把它們留給占星家去做。”這份報紙如是嘲諷道。[10]
要想瞭解為什麼會產生如此強烈的反應，我們還是得回頭說說萊爾才行。在化石記錄中，大滅絕突兀地擺在那裡，就連用來描述地球歷史的語言本身都是由大滅絕而來的。在萊爾之後出任倫敦地質學會主席的人名叫約翰·菲利普斯（John Phillips）。他在1841年提出，生命的歷史可以劃分成為三個篇章。他稱第一部分為古生代（Paleozic），來自希臘文“古代的生命”；第二部分為中生代（Mesozoic），意為“中間的生命”；第三部分為新生代（Cenozoic），即“新的生命”。菲利普斯把古生代與中生代的分界點定在今天所說的二疊紀末期大滅絕，而中生代與新生代的分界點定為白堊紀末期大滅絕。（在地質學用語中，古生代、中生代和新生代都是“代”，而每一個代又包含若干個“紀”，比如中生代就跨越了三疊紀、侏羅紀和白堊紀。）來自三個代的化石是如此不同，於是菲利普斯認為它們代表著生命截然不同的三個篇章。
萊爾清楚地知道化石記錄中的這些斷層。在《地質學原理》第三卷中，他記錄道：在白堊紀晚期岩石和緊隨其上的第三紀初期（今天科學界定義為古近紀之始）岩石中找到的植物和動物之間，存在一條“縫隙”。[11]舉例來說，白堊紀末期的沉積層中包含著大量不同品種的箭石遺跡。箭石是一種像魷魚一樣的動物，死後留下的化石像是彈殼的形狀。但是在更近代的地層中再也找不到箭石了。菊石和厚殼蛤的情況也是一樣。厚殼蛤是一種軟體動物，能形成極為巨大的生物礁，曾被形容是偽裝成珊瑚的牡蠣。[12]這樣的“縫隙”正如看起來那樣，代表了突然而劇烈的全球性改變——這種想法對於萊爾來說是不可能的，或者說是“缺乏哲理的”。所以，他用了像是循環論證的方式，聲稱動物化石的斷層只不過是化石記錄的斷層而已。在比較了斷層兩側的生命形式之後，萊爾得出結論：沒有記錄下來的中間區段肯定是一個很長久的地質時期，大致相當於此後重新出現化石至今所過去的全部時間。用現代測年方法來計算，他對這段空隙的估計是差不多6500萬年。
達爾文同樣清楚地知道白堊紀末期化石的不連續性。在《物種起源》中，他評論道：菊石的消失似乎是個“驚人的突發事件”。此外，就像萊爾一樣，達爾文也對菊石及其所講述的歷史視而不見。他評論道：
就我個人而言，我把自然地質記錄視為一部未能完好保存的世界歷史，而且是用不同的方言來書寫的。在這部世界史中，我們所掌握的只是最後一卷，涉及的只是兩三個國家。而在這一卷中，我們所掌握的只是保存下來的短小而零散的章節；在每一頁上，只有零散的字句。[13]
化石記錄的碎片化本質打開了“方便之門”——化石物種在表象上的巨大改變可以給出簡單的解釋。達爾文寫道：必須要記住的是，“貌似真實的整個科或整個目的突然滅絕”可能沒有考慮到“長久的時間間隔”這個問題。如果這些間隔中的證據沒有消失掉的話，肯定能展示出“相當緩慢的滅絕”。以這樣的方式，達爾文繼續著萊爾的“工作”，對地質學證據給予了完全錯誤的解釋。他宣稱：“我們的無知是如此根深蒂固，我們的推斷是如此不著邊際，以至於當我們聽說某個生物物種的滅絕時竟會驚歎，而當我們看不到其中的緣由時，竟然借一場災變來毀掉這世界！”[14]
達爾文的繼承者們接過了“相當緩慢的滅絕”這一衣缽。均變論的觀點排斥突然發生的或橫掃一切的改變，無論是任何種類的改變。但是，對於化石記錄瞭解得越多，我們就越難相信：一整個地質時期，跨越千萬年的時間，竟然可以憑空不知所蹤。這種不斷加深的矛盾導致了一系列越來越折磨人的解釋。比如，或許在白堊紀結束的時候發生了某種“危機”，可那一定是非常緩慢的危機；或許在那個時期結束的時候，所有損失一起構成了一次“大滅絕”；但是，不能把大滅絕與“大災變”混為一談。就在阿爾瓦雷斯父子在《科學》上發表他們論文的同一年，當時世界上最有影響力的古生物學家喬治·蓋洛德·辛普森寫道：在白堊紀末期發生的“更替”應視為“一個在本質上連續的長久過程”的一部分。[15]
在“絕對的均變主義思想”語境下，大撞擊假說比錯誤還要糟糕。阿爾瓦雷斯父子聲稱解決了一個根本就沒發生過的事件——實際上根本不可能發生。這就好像是在兜售一種用於治療某種虛構疾病的專利藥物。在父子倆發表這一假說幾年之後，古脊椎動物學會的一次會議上進行了一項非正式的問卷調查。大多數填寫問卷的人認為行星撞地球這類事情有可能的確發生過。但其中只有5%認為這種撞擊與恐龍的滅絕有關。還有一位與會的古生物學家稱阿爾瓦雷斯的假說為“癡人說夢”。[16]
與此同時，支持這一假說的證據仍在不斷積累。
進一步確證該假說的第一項獨立證據是稱為“衝擊石英”的微小巖粒。在高倍放大鏡下，衝擊石英表面可以看到像是抓痕的痕跡，那是突然爆發的高壓破壞了晶體結構所形成的。衝擊石英最初是在核試驗現場被注意到的，而後又在緊挨著隕石撞擊坑的地方找到了。1984年，在蒙大拿州東部的白堊紀-第三紀交界處（或稱為K-T界線）的一層黏土中找到了衝擊石英的顆粒。[17]（K代表白堊紀〔Cretaceous〕，不用C是因為C已經被用於指代石炭紀〔Carboniferous〕了；今天，這個邊界被正式命名為白堊紀-古近紀〔Paleogene〕界線，縮寫為K-Pg。）
接下來的線索來自得克薩斯州南部一個屬於白堊紀末期的奇怪沙石層，似乎是由於巨大的海嘯而形成的。沃爾特·阿爾瓦雷斯想到，如果曾經發生一次由撞擊所引發的巨大海嘯，就會把海岸的沙子衝開，從而在沉積記錄中留下獨特的印記。他檢查了成千上萬從海洋中鑽探獲得的沉積柱樣[18]記錄，結果在墨西哥灣獲得的沉積柱樣中找到了這種獨特的印記。最終，在尤卡坦（Yucatán）半島底下發現了一個直徑達150多公里的撞擊坑，深埋在近1公里厚的新沉積層下面。更準確地說，這個撞擊坑是被重新發現的。因為早在20世紀50年代，墨西哥國有石油公司的一次重力勘察中就已發現了這個撞擊坑。公司的地質學家當時把它解釋為一座水下火山留下的痕跡。因為火山不可能產出石油，所以它很快就被遺忘了。當阿爾瓦雷斯父子去尋找這家公司在該地區鑽探出來的沉積柱樣時，被告知這些柱樣已經在一場大火中被燒燬了。實際上，這些柱樣只是被放錯了地方而已。1991年這些柱樣被重新找到時，發現其中包含一層玻璃——這是岩石融化之後迅速冷卻的結果——恰好就在K-T界線上。對於阿爾瓦雷斯陣營來說，這是決定性的證據，足以說服許多尚未接受這一理論的科學家加入到支持撞擊說的隊伍中來。《紐約時報》宣佈：“撞擊坑支持了大滅絕理論。”此時，路易斯·阿爾瓦雷斯已死於食管癌的併發症。沃爾特將這個地質學構造命名為“末日隕石坑”。而它更加廣為人知的名字則得自距其最近的小鎮，即希克蘇魯伯隕石坑（Chicxulub Crater）。
“那11年過得很漫長，但如今回頭來看，似乎又過得很快。”沃爾特告訴我，“你可以想像一下，你要挑戰的這個均變說思想，基本上是每一個地質學家和古生物學家上學的時候所學的東西，甚至還包括他們的教授，以及他們教授的教授，一直追溯到萊爾。而現實的情況是，人們看到這些證據，然後真的漸漸改變了他們的想法。”
當阿爾瓦雷斯父子發表他們的假說時，他們只在三個地點發現了含銥層：兩個在歐洲的地點是沃爾特親自去過的，第三個在新西蘭，樣品是寄過來的。從那以後的幾十年間，數十個更多的地點被找到了，其中一個靠近法國比亞里茨（Biarritz）一處天體海灘，另一個位於突尼斯的沙漠中，還有一個在新澤西的近郊地區。尼爾·蘭德曼（Neil Landman）是一位古生物學家，專業領域是菊石。他常常到第三個地點去做野外考察。我主動提出希望參與一次這樣的考察。在秋季某個溫暖的日子裡，我和蘭德曼在曼哈頓的美國自然歷史博物館門前碰面了，同去的還有兩名研究生。蘭德曼在博物館的一個角樓裡有間辦公室，能夠俯瞰中央公園。大家會齊之後出發向南，經林肯隧道出島。
開車穿過新澤西州北部，我們經過了一連串的大型購物中心以及汽車銷售中心，似乎每隔幾公里就有一家，好像多米諾骨牌一樣。最終，在快靠近普林斯頓大學的地方，我們停在了一個停車場內，緊挨著一個棒球場。（蘭德曼希望我最好不要透露這次野外考察的具體地點，怕今後會招來大批的化石收藏者。）在停車場裡，我們與一位在布魯克林學院教書的地質學家馬特·加爾伯（Matt Garb）碰了面。加爾伯、蘭德曼還有那兩名研究生都把裝備背在了肩上。今天不是週末或節假日，棒球場上空無一人。我們繞過棒球場，走入草叢之中。很快，我們碰到了一條清淺的小溪，岸上覆蓋著銹紅色的軟泥，還有荊棘懸在水面之上。周圍散佈著破爛的廢棄物：丟掉的塑料袋，報紙的碎片，還有老式易拉罐上的拉環。蘭德曼卻宣稱：“對我而言，這裡比古比奧還棒。”
他向我解釋道：在白堊紀晚期，這條小溪、這個停車場還有我們周圍幾公里範圍內的一切，都位於水下。當時，地球上非常溫暖，北極生長著茂密的森林，海平面也很高。新澤西州大部構成了今天北美洲東海岸大陸架的一部分。因為當時的大西洋窄得多，所以這個地區明顯更靠近今天的歐洲。蘭德曼指著溪床上略高於水面幾厘米的一個地方告訴我，那就是含銥地層。雖然無論怎麼看都看不出任何差別，但蘭德曼知道它就在那兒，因為他曾經在幾年前對這裡的地層樣本進行過分析。蘭德曼個子不高，但很結實，大臉上長著灰色的鬍鬚。為了這次考察，他穿了一條卡其布短褲和一雙舊運動鞋。他蹚水走進小溪裡，加入到其他人中間，他們正在溪床上用鎬敲敲打打。很快，有人找到了一顆鯊魚的牙齒化石。另一個人則挖出了一個菊石，有草莓大小，表面覆蓋著很多小突起。蘭德曼鑒定它屬於一個叫彩虹盤船菊石（Discoscaphites iris）的物種。
菊石曾在地球上較淺的海水中漂浮了超過3億年，它們的外殼化石出現在全世界各地。古羅馬的老普林尼死於埋葬了龐貝城的那場火山爆發。他活著的時候就已經很熟悉菊石化石這種東西了，只不過把它們當成了珍貴的石頭。他在那部《自然史》中寫道：這種石頭據說能帶來預言未來的夢境。在中世紀的英格蘭，菊石被稱為“巨蛇石”，在德國則用於治療生病的奶牛。在印度，菊石被當成毗濕奴的化身——今天差不多仍是如此。
就像它們的遠房表親鸚鵡螺一樣，菊石能構建出螺旋形的外殼，裡面分隔成了多個小室。這種動物只生活在最後一個也是最大的一個小室裡，餘下的則充滿了空氣。這就好像是一棟公寓樓，卻只有頂層房間被租出去了。兩個相鄰小室之間的牆壁稱為隔片，是一種極為精密的構造，折疊出了複雜的褶邊，就像是雪花的邊緣一樣。不同的菊石物種甚至可以憑借褶邊的獨特花樣來鑒別。這一演化進展能讓菊石構建出既輕又堅固的外殼，以承受多種不同氣象條件下的水壓。大多數菊石都能讓人抓在手裡，但也有一些會長到兒童充氣泳池那麼大。
根據菊石有九顆牙這一特徵，相信其現存的親緣關係最近的生物是章魚。不過，由於菊石柔軟的軀體實際上從未能保留下來，這種動物到底長得什麼樣子，又是如何生活的，大多只能靠推斷。它們可能（但也並不確定）靠噴出水流來推動自身運動，這就意味著它們只能向後移動。
“我記得當我還是個孩子的時候，在古生物學課上知道了翼龍會飛，”蘭德曼告訴我，“我立刻產生一個問題：那它能飛多高呢？像這樣的數字很難去取得。”
“我已經研究了40年菊石，卻還是不知道它們的確切偏好。”他繼續說道，“我覺得它們會喜歡20米深、30米深又或者可能是40米深的水域。它們能在水中前進，卻不怎麼在行。估計它們的生活非常平靜。”在相關繪圖中，菊石通常被畫成像是塞進蝸牛殼的魷魚。蘭德曼卻不太認同這樣的描繪。他相信，雖然菊石常常被畫成帶有幾條伸出的觸手，但實際上一條觸手也沒有。他近期發表在《地理生物學》期刊上的一篇文章裡配有一幅插圖，圖中的菊石就是那麼一個小團而已。[19]它們長有短而粗的手臂狀附肢，排列成一圈，彼此之間有蹼狀物連在一起。在雄性個體身上，附肢之一較長，伸出蹼狀物外面，是個頭足綱版本的陰莖。
20世紀70年代，蘭德曼在耶魯大學攻讀研究生。作為一名前阿爾瓦雷斯時代的學生，他學到的知識是：菊石在整個白堊紀時期都在不斷減少，所以它們最終的消失也就沒什麼好研究的。“感覺是，就那樣，菊石自己慢慢死絕了。”他如此回憶道。接下來的發現，包括許多蘭德曼自己的發現，證明情況恰恰相反——菊石本來活得好好的。
“這裡有著很多很多的菊石物種，我們已經在過去幾年中採集了成千上萬的標本。”他告訴我，聲音蓋過了大家用鎬製造的叮叮噹噹聲。實際上，就在這裡的溪床上，蘭德曼最近發現了兩種全新的菊石物種。一種為了紀念他的同事命名為米氏盤船菊石（Discoscaphites minardi），另一種為了紀念這個發現地而命名為新澤西盤船菊石。新澤西盤船菊石可能具有伸出殼外的小小脊椎。據蘭德曼推斷，這種結構能讓菊石比實際上顯得更大更嚇人。
在阿爾瓦雷斯最初的那篇論文中就已經提出，導致K-T大滅絕的主要原因並不是撞擊本身，甚至都不是撞擊的直接後果所引發的。小行星——更通用的術語是火流星——所帶來的真正災難性的效應是塵埃。在那場大論辯的幾十年間，這一理論又經過了多次的修正。（大撞擊發生的日期也被推到了更久遠的6600萬年前。）儘管科學家們仍在就許多細節問題激烈地爭論，但是這次事件的大體過程應該如下：
火流星來自東南方向，相對地球的軌道角度很低，所以它不太像是從上面掉下來的，而是從側面而來，就像一架失事的飛機。當它猛地撞上尤卡坦半島的時候，時速差不多達到了7.2萬公里。由於它的軌道方向，北美地區受到尤為慘烈的打擊。像雲層一樣無邊無際的灼熱蒸汽和碎屑橫掃這片大陸並不斷擴散，將沿途一切燒為灰燼。“基本上，如果你是加拿大艾伯塔省的一隻三角龍，那麼你在汽化之前大約有兩分鐘時間可以逃命。”一位地質學家是這樣告訴我的。[20]
在撞出那個巨大撞擊坑的過程中，小行星還把超過其自身質量50倍的岩石粉末炸到了空中。當這些拋射物在大氣中落回地面時，灼熱的顆粒立刻點亮了頭頂上的整個天空，所產生的熱量足以烤焦地球表面。由於尤卡坦半島的地質情況，這些被拋向空中的粉塵富含硫。硫微粒在阻擋太陽光方面是非常有效的。正因為如此，像喀拉喀托（Krakatoa）火山這樣規模的火山爆發能夠在數年內降低全球氣溫。[21]同樣的原因，在最初的熱浪襲過之後，全世界又經歷了好幾個季節的“撞擊冬天”。森林覆滅了。研究遠古孢子和花粉的孢粉學家發現，不同的植物群落都被迅速擴張的蕨類植物替換掉了。（這一現象後來被稱為“蕨類尖峰”。）海洋生態系統實際上也被摧毀了，並困於這一狀態至少50萬年，甚至是數百萬年。（這種後撞擊時期一片荒蕪的大海被稱為“奇愛洋”[22]。）
在K-T界線上究竟有多少個種、屬、科甚至是目滅絕了？我們無法給出全面的統計，甚至連估計也做不到。在陸地上，所有比貓更大的動物似乎都滅絕了。這一事件最為著名的受害者是恐龍，或者更準確地說是非鳥類的恐龍，它們遭受了百分之百的滅絕。在那些得以苟活至白堊紀結束的動物之中，有很多是博物館紀念品店的招牌商品，比如我們所熟悉的鴨嘴龍、甲龍、暴龍還有三角龍。（沃爾特·阿爾瓦雷斯關於大滅絕的那本書《霸王龍與末日隕石坑》的封面就是一隻看起來很生氣的霸王龍對大撞擊的恐懼反應。）翼龍同樣消失了，鳥類也受到了很大的衝擊，[23]大概有四分之三的科滅絕了，或許甚至更多。還保留著牙齒等祖先特徵的反鳥亞綱被徹底消滅了。同樣被徹底消滅的還有水生的黃昏鳥目，它們大多數不會飛行。蜥蜴和蛇遭受了同樣的命運，全部物種約五分之四消失了。[24]哺乳動物也一樣遭了大難，生活在白堊紀末期的哺乳動物中，差不多有三分之二的科消失在K-T界線上。[25]
在海洋中，曾經被居維葉認為不合理的、後又改稱“驚人的”蛇頸龍也滅絕了。同樣滅絕的還有滄龍、箭石類，當然還有菊石類。雙殼綱動物今天為我們所熟悉的形式是蚌和牡蠣，它們在白堊紀末期也遭受了重創。同樣被重創的還有腕足動物門和外肛動物門，前者雖然長得像蛤蠣卻有著完全不同的解剖結構，後者看起來像珊瑚卻是完全無關的動物。好幾類海洋微生物距離滅絕只有咫尺之遙。在浮游類有孔蟲中，差不多有95%的物種消失了，包括馬亞羅底棲抱球蟲（Abthomphalus myaroensis），在古比奧的白堊紀最後一個石灰岩層中就發現了這種動物的遺骸。（浮游類有孔蟲生活在海洋表面，底棲類有孔蟲生活在海底。）
總體而言，對於K-T界線瞭解越多，萊爾對於化石記錄的解讀就越發顯得固執己見。化石記錄的問題不在於緩慢的滅絕看起來很突然，而是恰恰相反：可能是實際上很突然的滅絕看起來滯後了。
請看配圖。每一個物種都有所謂的“保存可能性”，即該物種的一個個體變成化石的幾率。這個數字受很多條件的影響而變化，例如這種動物的常見程度、生活範圍以及軀體組成。（顯然，厚殼的海洋生物比骨頭中空的鳥類有更大的機會變成化石，從而保存下來。）
在這張配圖中，大的白色圓盤代表極少成為化石的物種，中等大小的圓圈代表更容易成為化石的物種，而小的白色圓點則代表數量更為充足的那些物種。就算是所有這些物種在同一時間一起滅絕，但看起來似乎是白色圓圈的物種在更早的時間就滅絕了，僅僅因為它們的骸骨數量更少。這種效應根據最先發現它的科學家的名字命名為“西格諾爾-利普斯效應”（Signor-Lipps Effect），它有可能“模糊”掉突發性的大滅絕事件，使其看起來似乎是長期進行的事件。
在K-T滅絕之後，生命用了數百萬年的時間才又恢復到之前的多樣性水平。另一方面，許多倖存的動物門類似乎都萎縮了。這個現象在古比奧含銥層之上的微小有孔蟲中就有所顯現，被稱為小人國效應（Lilliput effect）。
蘭德曼、加爾伯還有那兩個研究生整個上午都在溪床上砸石頭。儘管我們位於這個國家人口密度最高的州中央，但卻沒有一個經過這裡的人來看看我們在幹什麼。隨著太陽越升越高，天氣變得更熱更潮濕了，能站在及踝的水中是件很愉悅的事情（儘管我一直對那暗紅色的石灰岩感到好奇）。有人帶了一個空的紙板箱。既然我沒有鎬，索性就幫忙收集他們發現的化石，放在紙箱中排列好。他們又找到更多的彩虹盤船菊石，以及幾個龍骨真棒菊石（Eubaculites carinatus）。後者沒有螺旋狀的外殼，只有一個像矛一樣細長的殼。（關於菊石的滅絕，在20世紀初曾經有一個流行理論認為，像龍骨真棒菊石這種沒有螺旋的外殼表明，這類動物已經窮盡了演化的所有可能性，進入了某種Lady Gaga[26]式的頹廢時期。）突然，加爾伯激動地衝了過來。他手裡拿著一塊從溪床上敲下來的拳頭大小的石頭，指著側邊上一個指甲似的東西給我看。他解釋說，這是一塊菊石的顎。相比於菊石柔軟軀體的其他部分，顎更常出現在化石中，但仍是極其罕見的。
“有了它，這趟就沒白來。”他大聲說道。
我們並不清楚究竟是大撞擊的哪一方面影響了菊石，是熱、黑暗、寒冷，或是水中化學成分的改變。同樣不太清楚的是，為什麼它們的一些頭足綱表親得以倖存。不同於菊石，鸚鵡螺就熬過了大滅絕事件：從白堊紀末期算起，這一物種大部分都存活到了第三紀。
解釋兩者差異性的理論之一認為原因在於卵。菊石的卵極其微小，直徑不足1毫米。結果就是，這些卵孵化出來的菊石幼體也非常小，沒有移動的能力，只能在水體表面隨波逐流。鸚鵡螺產的卵則非常大，幾乎是所有無脊椎動物中最大的，直徑約2厘米。孕育一年之後，孵化出來的鸚鵡螺幼體就像是迷你版的成年個體，立刻就能四處游動，在深水中尋找食物。或許，在大撞擊之後的海洋表面，水體環境中有很強的毒性，令菊石的幼體無法存活，而底部的水體環境還沒那麼糟，於是鸚鵡螺的幼體設法堅持了下來。
無論具體的解釋是什麼，這兩類動物截然不同的命運提出了一個關鍵問題。今天還存活著的所有生命（包括所有人類），都是那場大撞擊倖存者的後代。但是並不能由此得出結論，說它們（或是我們）對環境適應得更好。在極端壓力的環境下，“適應”這個概念已經失去了其本來的意義，至少在達爾文學說的角度來看是這樣的。當一種生物面對它在整個演化歷史上從未遭遇過的情況時，無論好壞與否，它怎麼能夠適應得了呢？倫敦自然歷史博物館的一位古生物學家保羅·泰勒所說的“生存遊戲的規則”，在這樣的時刻突然改變了。[27]在數百萬年甚至數千萬年裡一直讓某種生物得以佔據優勢的性狀，一朝之間就成為其致命因素（儘管在事情發生數百萬年之後，可能很難去確定這些性狀到底是什麼）。菊石與鸚鵡螺之間的問題，同樣也存在於箭石與魷魚之間，蛇頸龍與烏龜之間，恐龍與哺乳動物之間。之所以你手中這本書的作者是一個長毛的雙足動物，而非一隻長鱗片的雙足動物，更主要是因為恐龍的壞運氣，而非哺乳動物有任何的優越性。
“菊石什麼也沒做錯。”蘭德曼一邊對我說著，一邊把小溪中取得的最後一塊化石收拾好，準備返回紐約市了。“它們的幼體像是浮游動物，而這在它們所存在的歲月裡是件極好的事情。隨波逐流，擴散到更廣闊的地域中，還有什麼更好的方法嗎？然而到了最後，這可能恰恰成了它們毀滅的原因。”
[1] 指歐洲歷史上中世紀與文藝復興的過渡時期。——譯者
[2] Walter Alvarez，“Earth History in the Broadest Possible Context，”Ninety-Seventh Annual Faculty Research Lecture，University of California，Berkeley，International House，delivered Apr.29，2010.
[3] Walter Alvarez，T.rex and the Crater of Doom（Princeton，N.J.：Princeton University Press，1997），139.
[4] 在物理學實驗中，通過電離產生的氣泡顯示帶電粒子軌跡的一種裝置。——譯者
[5] 為調查肯尼迪遇刺案而專門成立的總統調查委員會。——譯者
[6] Walter Alvarez，T.rex and the Crater of Doom（Princeton，N.J.：Princeton University Press，1997），69.
[7] Richard Muller，Nemesis（New York：Weidenfeld and Nicolson，1988），51.
[8] Quoted in Charles Officer and Jake Page，“The K-T Extinction，”in Language of the Earth：A Literary Anthology，2nd ed.，edited by Frank H.T.Rhodes，Richard O.Stone，and B ruce D.Malamud（Chichester，England：Wiley，2009），183.
[9] Quoted in Malcolm W.Browne，“Dinosaur Experts Resist Meteor Extinction Idea，”New York Times，Oct.29，1985.
[10] New York Times Editorial Board，“Miscasting the Dinosaur’s Horoscope，”New York Times，Apr.2，1985.
[11] Lyell，Principles of Geology，vol.3（Chicago：University of Chicago Press，1991），328.
[12] David M.Raup，The Nemesis Affair：A Story of the Death of Dinosaurs and the Ways of Science（New York：Norton，1986），58.
[13] Darwin，On the Origin of Species，310-311.
[14] Darwin，On the Origin of Species，73.
[15] George Gaylord Simpson，Why and How：Some Problems and Methods in Historical Biology（Oxford：Pergamon Press，1980），35.
[16] Quoted in Browne，“Dinosaur Experts Resist Meteor Extinction Idea.”
[17] B.F.Bohor et al.，“Mineralogic Evidence for an Impact Event at the Cretaceous -Tertiary Boundary，”Science 224（1984）：867-869.
[18] 在鑽探時使用空心鋼鑽頭在地層深處取得的沉積物柱狀樣本，可以完好地保留地層的序列，用於地質學分析。——譯者
[19] Neil Landman et al.，“Mode of Life and Habitat of Scaphitid Ammonites，”Geobios 54（2012）：87-98.
[20] 私人通訊，Steve D’Hondt，Jan.5，2012。
[21] 位於印度尼西亞，其1883年的爆發是人類歷史記錄中規模最大的火山爆發，導致5萬多人喪生。——譯者
[22] 典出庫布裡克諷刺冷戰的電影《奇愛博士》，片中最後爆發了毀滅地球的核戰，此處借這個名字來表示撞擊後海洋中了無生機的狀態。——譯者
[23] Nicholas R.Longrich，T.Tokaryk，and D.J.Field，“Mass Extinction of Birds at the Cretaceous-Paleogene（K-Pg）Boundary，”Proceedings of the National Academy of Sciences 108（2011）：15253-15257.
[24] Nicholas R.Longrich，B hart-Anjan S.Bhullar，and Jacques A.Gauthier，“Mass Extinction of Lizards and Snakes at the Cretaceous-Paleogene Boundary，”Proceedings of the National Academy of Sciences 109（2012）：21396-21401.
[25] Kenneth Rose，The Beginning of the Age of Mammals（Baltimore：Johns Hopkins University Press，2006），2.
[26] 美國當代流行音樂歌手、創作人，以特立獨行、窮盡想像的誇張風格著稱。——譯者
[27] Paul D.Taylor，Extinctions in the History of Life（Cambridge：Cambridge University Press，2004），2.