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白亜紀-古第三紀（K-Pg）絶滅イベント[ a ] （以前は白亜紀-第三紀（K-T）絶滅イベント[ b ]として知られていた）は、 約6600万年前に地球上の植物と動物種の4分の3が大量絶滅した大規模な出来事である[ 2 ] [ 3 ]。このイベントにより、ウミガメやワニなどの一部の変温動物を除き、鳥類以外の恐竜と体重25kg（55ポンド）を超えるほとんどの四足動物が絶滅した[ 4 ]。これは白亜紀と中生代の終わりを告げ、現在の地質時代である新生代の始まりを告げるものとなった。
地質記録では、K-Pgイベントは、K-Pg境界またはK-T境界と呼ばれる薄い堆積層によって特徴づけられ、これは世界中の海洋岩石および陸上岩石で見られます。境界粘土には、地球の地殻よりも小惑星に多く含まれる金属イリジウムが異常に高いレベルで含まれています。[ 5 ] [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ]
K-Pg絶滅は、直径10～15km （6～9マイル）の巨大な小惑星の衝突によって起こったと現在では一般的に考えられており、 [ 9 ] [ 10 ]約6604万3000年前にチクシュルーブ衝突クレーターが形成され、主に植物やプランクトンの光合成を停止させた長引く衝突冬によって地球環境が壊滅したと考えられている。[ 11 ] [ 12 ]アルバレス仮説としても知られるこの衝突仮説は、1990年代初頭にメキシコ湾のユカタン半島で直径180km （112マイル）のチクシュルーブクレーターが発見されたことで強化された。 [ 13 ]噴出物の層のタイミングと、化石記録の生態学的パターンとモデル化された環境破壊（暗闇や寒冷化など）との一致は、チクシュルーブ衝突が大量絶滅を引き起こしたという結論を裏付けている。[ 8 ] 2016年に行われたチクシュルーブ・ピーク・リングの掘削プロジェクトでは、地球深部から数分以内に噴出した花崗岩が含まれていること、そしてこの地域で通常見られる硫酸塩を含む海底岩石である石膏がほとんど含まれていないことが確認された。石膏は蒸発してエアロゾルとして大気中に拡散し、気候や食物連鎖に長期的な影響を及ぼしたと考えられる。2019年10月、研究者らは大量絶滅のメカニズムを提唱し、チクシュルーブ小惑星衝突イベントが海洋を急速に酸性化させ、気候に長期的な影響を及ぼしたと主張した。[ 14 ] [ 15 ]
絶滅の原因または寄与要因として提案されているものには、デカン・トラップやその他の火山噴火[ 16 ] [ 17 ] 、気候変動、海面変動などがある。しかし、2020年1月、科学者たちは、大量絶滅事象の気候モデルでは火山活動ではなく小惑星衝突が有力であると報告した[ 18 ] [ 19 ] [ 20 ]。
K-Pg大量絶滅では、広範囲の陸上生物が絶滅し、最もよく知られているのは非鳥類恐竜、多くの哺乳類、鳥類[ 21 ] 、トカゲ[ 22 ] 、昆虫[ 23 ] [ 24 ]、植物、そしてすべての翼竜[ 25 ]です。K -Pg大量絶滅では、プレシオサウルスやモササウルスも絶滅し、硬骨魚類[ 26 ] 、サメ、軟体動物（特にアンモナイトとルディストは絶滅）、海洋の多くのプランクトン種が壊滅しました。地球上のすべての動物種と海洋生物種の75%以上が消滅したと推定されています[ 27 ] 。しかし、絶滅は進化の機会も提供しました。その結果、多くのグループが驚くべき適応放散を経験しました。これは、混乱し空になった生態的ニッチ内で、新しい形態や種への突然かつ多産な分化です。特に哺乳類は、続く古第三紀に多様化し、[ 28 ]馬、クジラ、コウモリ、霊長類などの新しい形態を進化させました。生き残った恐竜のグループは鳥類で、数種の地上鳥類と水鳥類が放散し、すべての現代の鳥類に進化しました。[ 29 ]他のグループでは、硬骨魚類[ 30 ]とおそらくトカゲ[ 22 ]も現代の種に進化しました。
K-Pg絶滅イベントは地球規模で急速かつ選択的に起こり、膨大な数の種を絶滅させた。海洋化石に基づくと、全種の75%以上が絶滅したと推定されている。[ 27 ]
この出来事は、すべての大陸に同時に影響を与えたようです。たとえば、鳥類以外の恐竜は、北アメリカ、ヨーロッパ、アジア、アフリカ、南アメリカ、南極のマーストリヒチアン期に見られますが、新生代には世界のどこにも見つかっていません。[ 31 ]同様に、化石花粉は、ニューメキシコ、アラスカ、中国、ニュージーランドなど遠く離れた地域の植物群落の壊滅を示しています。[ 25 ]それにもかかわらず、高緯度地域は低緯度地域よりも影響が弱かったようです。[ 32 ]
この出来事の深刻さにもかかわらず、異なる系統群間および系統群内での絶滅率には大きなばらつきがあった。光合成に依存する種は、大気中の粒子が日光を遮り、地面に到達する太陽エネルギーを減少させたため、減少または絶滅した。この植物の絶滅は、優勢な植物群の大きな再編成を引き起こした。 [ 33 ]雑食動物、昆虫食動物、腐肉食動物は、おそらく食料源の入手可能性が増加したため、絶滅イベントを生き延びた。厳密に草食性の哺乳類も厳密に肉食性の哺乳類も生き残らなかったようだ。むしろ、生き残った哺乳類と鳥類は、昆虫、ミミズ、カタツムリを食べ、それらはさらにデトリタス（死んだ植物や動物の物質）を食べていた。[ 34 ] [ 35 ] [ 36 ]
河川や湖沼の生態系では、ワニ形類やチャンプソサウルスのような大型の動物群が絶滅することはほとんどなかった。これは、そのような生態系が生きている植物からの食物に直接依存する度合いが少なく、陸地から流れ込むデトリタスに依存しているため、絶滅から守られていたからである。[ 37 ] [ 38 ]現代のワニ類は腐肉食動物として生き、数ヶ月間食物なしで生き延びることができ、幼体は小さく、成長が遅く、最初の数年間は主に無脊椎動物や死んだ生物を食べて育つ。これらの特徴は、白亜紀末期のワニ類の生存と関連付けられている。
海洋では、同様だがより複雑なパターンが見つかっている。絶滅は、海底や海底に生息する動物よりも、水柱に生息する動物の間でより深刻だった。水柱に生息する動物は、生きている植物プランクトンからの一次生産にほぼ完全に依存しているのに対し、海底に生息する動物は常に、または時々デトリタスを餌としている。[ 34 ]衝突による日光の遮断は、光合成プランクトンに依存する海洋食物網を壊滅させ、「海洋は、世界が5億年以上も見たことのない単細胞状態に戻った可能性が非常に高い」[ 39 ] 。その結果、白亜紀後期に外洋生態系に不可欠だった円石藻はほぼ絶滅したが、研究者らは、光合成に加えて移動や餌粒子の摂取が可能な混合栄養性の円石藻が生き残り、藻類食物網を時間をかけて回復させる上で重要だったと理論づけている。[ 40 ]ココリス類や軟体動物（アンモナイト、ルディスト、淡水巻貝、ムール貝など）、そしてこれらの殻を作る生物を食物連鎖に含む生物は絶滅するか、大きな損失を被った。例えば、アンモナイトはK-Pgイベント中に絶滅した巨大な海洋爬虫類のグループであるモササウルスの主な獲物であったと考えられている。 [ 41 ]
K-Pg絶滅は地球上の生命の進化に大きな影響を与えた。白亜紀の優勢な生物群が消滅したことで、他の生物がその地位を占めるようになり、古第三紀には驚くべき種の多様化が起こった。 [ 28 ] K-Pg絶滅イベントの後、豊富な空いた生態的ニッチが存在するにもかかわらず、生物多様性が回復するにはかなりの時間を要した。[ 34 ]サラマンカ層からの証拠は、生物の回復が北半球よりも南半球の方が速かったことを示唆している。[ 42 ]
大量絶滅の際に発生したと推測される膨大な生命の喪失や、境界をまたぐ世界中の多くの地質構造にもかかわらず、K-Pg境界で発生した大量死の直接的な証拠を含む化石産地はごくわずかである。これらには、アメリカ合衆国ノースダコタ州のヘルクリーク層のタニス遺跡が含まれる。この遺跡には、衝突によって引き起こされたと思われる壊滅的な洪水で埋没したと思われる、保存状態の良い化石が多数含まれている。[ 43 ]もう1つの重要な遺跡は、アメリカ合衆国ニュージャージー州のホーナースタウン層である。この地層には、K-Pg境界に主要化石層（MFL）として知られる顕著な層がある。この地層には、おそらく壊滅的な衝突に関連した洪水によって堆積したと思われる、ばらばらになった脊椎動物の遺骸が大量に蓄積している。 [ 44 ]
K -Pg境界は、白亜紀の名の由来となったカルシウム堆積物を形成したナノプランクトンの化石記録において最も劇的な転換点の1つである。このグループの転換点は、種レベルで明確に示されている。 [ 45 ] [ 46 ]この時期の海洋生物の減少に関する統計分析によると、多様性の減少は、種分化の減少よりも絶滅の急激な増加によって引き起こされた可能性が高い。[ 47 ]石灰質ナノプランクトンの多様性パターンには大きな空間的差異が存在し、南半球では絶滅は北半球よりも深刻ではなく、回復もはるかに速かった。[ 48 ]絶滅後、生き残った生物群集が数十万年にわたって優勢であった。北太平洋は多様性のホットスポットとして機能し、そこから後のナノプランクトン群集が世界中に広がり、生き残った動物相に取って代わった。[ 49 ]
K-Pg境界の渦鞭毛藻の記録は、微生物のシストのみが化石記録を提供し、すべての渦鞭毛藻種がシスト形成段階を持つわけではないため、多様性が過小評価されている可能性が高いことから、あまりよく理解されていません。[ 34 ]最近の研究では、境界層を通過する渦鞭毛藻に大きな変化はなかったことが示されています。[ 50 ]境界では、Thoracosphaera operculataとBraarudosphaera bigelowiiの分類群がブルームを起こしました。 [ 51 ]
放散虫は少なくともオルドビス紀から地質学的記録を残しており、その鉱物化石骨格はK-Pg境界を越えて追跡できる。これらの生物の大量絶滅の証拠はなく、暁新世初期の気温低下の結果として、南高緯度地域でこれらの種が高生産性であったことを裏付ける証拠がある。[ 34 ]珪藻種の約46%が白亜紀から暁新世後期への移行を生き延びたが、これは種の大きな変化ではあるものの、壊滅的な絶滅ではない。[ 34 ] [ 52 ]
K-Pg境界を越えた浮遊性有孔虫の出現については、 1930年代から研究されてきた。 [ 53 ] K-Pg境界での衝突事象の可能性に刺激された研究は、境界での浮遊性有孔虫の絶滅を詳述した多数の出版物をもたらした。[ 34 ]これらの種がK-Pg境界で大幅に絶滅したことを示す証拠があると考えるグループと、[ 54 ] [ 55 ]境界を通じた緩やかな絶滅を支持する証拠があると考えるグループの間で議論が続いている。[ 56 ] [ 57 ] [ 58 ]浮遊性有孔虫の多様性の変化に局所的な条件が大きく影響したという強力な証拠がある。[ 59 ]低緯度および中緯度の浮遊性有孔虫群集は高い絶滅率を経験したが、高緯度の動物相は比較的影響を受けなかった。[ 60 ]
底生有孔虫の多くの種は、この出来事の際に絶滅したが、これはおそらく、底生有孔虫が有機物残骸を栄養源としている一方で、海洋のバイオマスが減少したためと考えられる。海洋微生物叢が回復するにつれて、底生有孔虫の種分化の増加は、食物源の増加によるものと考えられている。 [ 34 ]しかし、テキサスなどの一部の地域では、底生有孔虫は大規模な絶滅イベントの兆候を示していない。[ 61 ]暁新世初期の植物プランクトンの回復は、主にデトリタス食性の大型底生有孔虫群集を支える食物源を提供した。底生個体群の最終的な回復は、暁新世初期まで数十万年にわたるいくつかの段階を経て起こった。[ 62 ] [ 63 ]
K-Pg境界を挟んだ海洋無脊椎動物の絶滅率については、化石記録に大きなばらつきがある。見かけ上の絶滅率は、絶滅ではなく化石記録の不足によって影響を受けている。[ 34 ]
後期マーストリヒチアンに広く分布していた小型甲殻類の一種である介形虫は、さまざまな場所に化石を残している。これらの化石を調査すると、新生代のどの時代よりも暁新世の介形虫の多様性が低かったことがわかる。現在の研究では、絶滅が境界期間の前か中に起こったのかを確定することはできない。[ 64 ] [ 65 ]性選択が強い介形虫は絶滅に対してより脆弱であり、[ 66 ]大量絶滅後に介形虫の性的二形性が著しく減少した。[ 67 ]
十脚類の絶滅パターンは非常に多様で、特定の要因に明確に帰することはできません。西部内陸海路に生息していた十脚類は特に大きな打撃を受けましたが、世界の海洋の他の地域は避難場所となり、暁新世まで生き残る可能性が高まりました。[ 68 ]レトロプルムス科のカニの中では、コスタコプルマ属が注目すべき生存者でした。[ 69 ]
白亜紀後期のイシサンゴ属の約60%は、K-Pg境界を越えて暁新世に至らなかった。サンゴの絶滅に関するさらなる分析によると、温暖で浅い熱帯海域に生息する群体性サンゴ種の約98%が絶滅した。一般的に礁を形成せず、より冷たく深い（光合成層より下）海域に生息する単体サンゴは、 K-Pg境界の影響をあまり受けなかった。群体性サンゴ種は光合成藻類との共生に依存しているが、K-Pg境界をめぐる出来事により藻類は崩壊した[ 70 ] [ 71 ]。しかし、K-Pg絶滅とその後の暁新世の回復を支持するためにサンゴ化石のデータを使用することは、K-Pg境界を通じてサンゴ生態系で起こった変化と比較検討する必要がある[ 34 ] 。
腕足動物は海洋無脊椎動物の小さな門であり、そのほとんどの種はK-Pg絶滅イベントを生き延び、暁新世初期に多様化した。[ 34 ]
K-Pg境界以降、二枚貝属の数は著しく減少した。ルディスト（造礁性二枚貝）やイノセラミド（現代のホタテガイの巨大な近縁種）を含む二枚貝のグループ全体がK-Pg境界で絶滅したが、[ 72 ] [ 73 ]ほとんどのイノセラミド二枚貝の漸進的な絶滅はK-Pg境界よりかなり前から始まっていた。[ 74 ]堆積物食性の二枚貝は、大災害の後に最も一般的な二枚貝であった。[ 75 ]北米からの証拠によると、個体数は二枚貝の分類群が絶滅するかどうかに影響する要因ではなかった。[ 76 ]危機からの回復に伴い、ベネロイド二枚貝はより深い穴を掘る生息地を発達させた。[ 77 ]
オウムガイ類（現代のオウムガイ目で表される）と鞘形類（すでに現代のタコ、イカ、コウイカに分岐していた）を除いて、軟体動物の頭足綱の他のすべての種はK-Pg境界で絶滅した。これには生態学的に重要なベレムナイト類と、非常に多様で数多く、広く分布する殻を持つ頭足類のグループであるアンモナイト類が含まれる。 [ 78 ] [ 79 ]ベレムナイトの絶滅により、生き残った頭足類の系統群がそのニッチを埋めることができた。[ 80 ]アンモナイト属はK-Pg境界またはその付近で絶滅した。境界前には、白亜紀後期の海退に関連したアンモナイト属のより小規模で緩やかな絶滅があり、白亜紀後期全体を通してアンモナイトの多様性の小規模で緩やかな減少が起こった。[ 74 ]研究者らは、生き残ったオウムガイ類の繁殖戦略、すなわち少数で大きな卵に依存する戦略が、絶滅イベントを通してアンモノイド類よりも生き残る上で重要な役割を果たしたと指摘している。アンモノイド類はプランクトン性の繁殖戦略（多数の卵とプランクトン幼生）を利用していたが、これはK-Pg絶滅イベントによって壊滅的な打撃を受けたであろう。さらに、アンモノイド類が地球上の生物相から排除された後、オウムガイ類はそれまでアンモノイド類にしか知られていなかった殻の形状と複雑さへと進化の放散を始めたことが研究で明らかになっている。[ 78 ] [ 79 ]
K-Pg境界では棘皮動物属の約35%が絶滅したが、白亜紀後期に低緯度の浅水環境で繁栄していた分類群の絶滅率が最も高かった。中緯度の深海棘皮動物はK-Pg境界での影響をはるかに受けなかった。絶滅のパターンは生息地の喪失、特に当時存在していた浅水礁である炭酸塩プラットフォームが絶滅イベントによって水没したことを示している。 [ 81 ]アテロストマタン類はリリパット効果の影響を受けた。[ 82 ]
北米の14か所の遺跡から出土した顕花植物の化石化した葉に対する昆虫の被害は、 K-Pg境界を挟んだ昆虫の多様性の指標として用いられ、絶滅率を決定するために分析された。研究者らは、絶滅イベント以前の白亜紀の遺跡には、植物と昆虫の食性の多様性が豊富であったことを発見した。初期暁新世には、 絶滅イベントから170万年後でも、昆虫による捕食がほとんどなく、植物相は比較的多様であった。 [ 83 ] [ 84 ]セミの幼虫または甲虫の幼虫によって作られた生痕分類群Naktodemasis bowniの大きさをK-Pg遷移の過程で研究した結果、絶滅イベントのおかげで陸生無脊椎動物にリリパット効果が生じたことが示された。[ 85 ]
この絶滅イベントは、古第三紀の昆虫群集に大きな変化をもたらした。白亜紀には多くのアリのグループが存在していたが、始新世にはアリが優勢になり、コロニーも大きくなり、多様化した。チョウも多様化し、おそらく絶滅によって絶滅した葉食性昆虫の代わりとなったのだろう。進化した塚を作るシロアリ、Termitidaeも重要性を増したようだ。[ 86 ]
K-Pg境界をまたぐ顎を持つ魚類の化石記録があり、これらの海洋脊椎動物の絶滅パターンの良好な証拠となっている。深海領域は一見影響を受けずに済んだが、外洋の頂点捕食者と大陸棚の硬骨食動物の間では同程度の損失があった。軟骨魚類では、新軟骨魚類（現代のサメ 、エイ、イトマキエイ）の41科のうち約7科がこの出来事の後に姿を消し、エイ類（エイとイトマキエイ）は識別可能な種のほぼすべてを失ったが、硬骨魚類の90%以上の科が生き残った。[ 87 ] [ 88 ]
マーストリヒチアン期には、28のサメ科と13のエイ科が繁栄し、それぞれ25と9がK-Pg境界イベントを生き延びた。新軟骨魚類の全属のうち47属がK-Pg境界を越え、そのうち85%がサメである。エイ科は15%と、比較的低い生存率を示している。[ 87 ] [ 89 ]軟骨魚類の中では、高緯度に生息し、外洋性の生活様式を送っていた種は生き残る可能性が高かったのに対し、底生生活様式と硬骨食は絶滅イベント中に死ぬ可能性と強く関連していた。[ 90 ]
南極近くのシーモア島のK-Pg境界層のすぐ上の化石産地には、硬骨魚類の大量絶滅の証拠があり、これは明らかにK-Pg絶滅イベントによって引き起こされたと考えられています。[ 91 ] [ 92 ]魚類の海洋および淡水環境は、絶滅イベントの環境への影響を緩和しました。[ 93 ]その結果、新生代初期の棘鰭類の多様性が減少したパターソンギャップが生まれました。[ 94 ]ただし、棘鰭類は絶滅後に急速に多様化しました。[ 95 ]硬骨魚類は大量絶滅後に爆発的に多様化し、絶滅によって空いたニッチを埋めました。暁新世と始新世に出現したグループには、カジキ、マグロ、ウナギ、ヒラメが含まれます。[ 30 ]
K-Pg境界で両生類が絶滅したという証拠は限られている。モンタナ州のK-Pg境界をまたぐ化石脊椎動物の研究では、両生類の種は絶滅しなかったと結論付けられている。[ 96 ]しかし、この研究には含まれていないものの、暁新世には知られていないマーストリヒチアン期の両生類がいくつか存在する。これらには、カエルのTheatonius lancensis [ 97 ]やアルバネルペトン科のAlbanerpeton galaktion [ 98 ]などが含まれる。したがって、境界で絶滅した両生類も確かに存在すると思われる。両生類に見られる比較的低い絶滅率は、淡水動物に見られる低い絶滅率を反映していると考えられる。[ 37 ]大量絶滅の後、カエルは大きく放散し、現代の無尾両生類の多様性の88%は、大災害後に進化した3つのカエルの系統に遡ることができる。[ 99 ]
コリストデラ類（位置が不明な半水生双弓類のグループ）はK-Pg境界を越えて生き残り[ 34 ]、その後中新世に絶滅した[ 100 ]。ガビアルに似たコリストデラ類の属であるチャンプソサウルスの口蓋歯は、K-Pgイベントを通じて様々な種の間で食性の変化があったことを示唆している[ 101 ] 。
白亜紀のカメ種の80%以上がK-Pg境界を通過した。白亜紀末期に存在していた6つのカメ科すべてが古第三紀まで生き残り、現存種として存在している。[ 102 ]ヘルクリーク層のカメの生存率の分析によると、カメ種の少なくとも75%が生き残ったことが示されている。[ 103 ]絶滅イベントの後、北米のダニアン期にはカメの多様性が絶滅前のレベルを超えたが、南米では減少したままだった。[ 104 ]ヨーロッパのカメも同様に大量絶滅後に急速に回復した。[ 105 ]
中生代初期に世界中に分布し、多様な鱗竜類の一群であったムカシトカゲ類は、白亜紀中期までに衰退し始めたが、南米南部の後期白亜紀では繁栄を続けた。[ 106 ]現在、ムカシトカゲ類はニュージーランドで発見されたムカシトカゲ（Sphenodon punctatus）という一種のみによって代表されている。[ 107 ]ニュージーランド以外では、ムカシトカゲ類の1種がK-Pg境界を越えたことが知られており、パタゴニアの暁新世初期（ダニアン期）から発見されたKawasphenodon peligrensisである。 [ 108 ]
トカゲとヘビを含む有鱗目は、ジュラ紀に初めて多様化し、白亜紀を通して多様化を続けました。[ 109 ]現在、有鱗目は現存する爬虫類の中で最も成功し、多様なグループであり、10,000 種以上が現存しています。白亜紀末に絶滅した陸生トカゲの主要なグループは、主に北半球で知られている、主に草食性のトカゲの多様なグループであるポリグリファノドン類だけでした。 [ 110 ]大型の肉食性海洋爬虫類の多様なグループであるモササウルス類も絶滅しました。化石の証拠は、有鱗類は一般的にK-Pgイベントで非常に大きな損失を被り、1000 万年後にようやく回復したことを示しています。白亜紀のトカゲやヘビの絶滅は、イグアナ、オオトカゲ、ボアなどの現代のグループの進化につながった可能性がある。[ 22 ]ヘビの冠群の多様化は、K-Pg絶滅イベント後の生物の回復と関連付けられている。[ 111 ]ヤモリ類は絶滅イベントをうまく乗り越え、複数の系統が生き残った可能性が高い。[ 112 ]
∆ 44/42 Ca 値は、大量絶滅以前に食物連鎖の頂点にいた海洋爬虫類が単一のカルシウム源のみを摂取していたことを示しており、白亜紀末期に絶滅に対する脆弱性が高まっていたことを示唆している。[ 113 ]前述のモササウルス類とともに、エラスモサウルス科とポリコティルス科に代表されるプレシオサウルス類もこのイベント中に絶滅した。[ 114 ] [ 115 ] [ 116 ] [ 117 ]イクチオサウルス類は、K-Pg 絶滅イベントの数千万年前に化石記録から姿を消していた。[ 118 ]
マーストリヒチアン期の化石記録には、ワニ類またはその近縁種の10科が記録されているが、そのうち5科はK-Pg境界より前に絶滅した。[ 119 ] 5科はマーストリヒチアン期と暁新世の両方の化石記録がある。生き残ったワニ形類の科はすべて淡水と陸上の環境に生息していたが、淡水と海洋の両方に生息していたディロサウルス科は例外である。ワニ形類の約50%がK-Pg境界を越えて生き残ったが、唯一明らかな傾向は大型のワニが生き残らなかったことである。[ 34 ]境界を越えてワニ形類が生き残ったのは、水生ニッチと穴を掘る能力によるもので、境界での環境の悪影響に対する感受性が軽減されたためと考えられる。[ 93 ]ジューヴらは2008年に、幼体の海洋ワニ形類は現代の海洋ワニの幼体と同様に淡水環境に生息していたため、他の海洋爬虫類が絶滅した場所で生き残ることができたと示唆した。淡水環境は海洋環境ほどK-Pg絶滅イベントの影響を強く受けていなかった。[ 120 ]陸生クレードNotosuchiaの中では、 Sebecidae科だけが生き残った。このパターンの正確な理由は不明である。[ 121 ] Sebecidae科は大型の陸生捕食者で、ヨーロッパの始新世から知られており、南アメリカでは中新世まで生き残った。[ 122 ] Tethysuchia類は絶滅イベント後に爆発的に放散した。[ 123 ]
マーストリヒチアン期には、アズダルコ科とニクトサウルス科の2つの翼竜科が存在していたことは確実で、K-Pg境界で絶滅した可能性が高い。マーストリヒチアン期には、オルニトケイルス科、プテラノドン科、タペジャリド科、タラソドロムス科、系統関係が不明な基盤的な歯を持つ分類群など、他のいくつかの翼竜系統が存在していた可能性があるが、それらは断片的な化石でしか知られておらず、特定のグループに分類することは困難である。[ 124 ] [ 125 ]この間に、現代の鳥類は多様化していた。従来、翼竜は古代の鳥類や翼竜のグループに取って代わったと考えられており、直接的な競争によるものか、あるいは単に空いたニッチを埋めただけかもしれないが、[ 93 ] [ 126 ] [ 127 ]競争仮説を裏付けるような翼竜と鳥類の多様性の相関関係はなく、[ 128 ]小型の翼竜は白亜紀後期に存在していた。[ 129 ]少なくとも鳥類が占めていたニッチの一部は、K-Pgイベント以前に翼竜によって取り戻された。[ 130 ]
科学者たちは、非鳥類恐竜はすべてK-Pg境界で絶滅したという点で意見が一致している。後期マーストリヒチアン期の非鳥類恐竜が穴を掘ったり、泳いだり、潜ったりできたという証拠はなく、これはK-Pg境界で発生した環境ストレスの最悪の部分から身を守ることができなかったことを示唆している。小型の恐竜（鳥類以外）が生き残った可能性はあるが、草食恐竜は植物が不足し、肉食恐竜はすぐに獲物が不足したため、食料に困ったことになるだろう。[ 93 ]
恐竜の恒温性に関するコンセンサスが高まっていること（恐竜の生理学を参照）は、近縁種であるワニ類とは対照的に、恐竜の完全な絶滅を理解するのに役立つ。変温動物（「冷血動物」）のワニは食物の必要量が非常に少なく（数ヶ月間食べなくても生きられる）、一方、同程度の大きさの恒温動物（「温血動物」）は、より速い代謝を維持するために、はるかに多くの食物を必要とする。したがって、前述の食物連鎖の崩壊という状況下で、非鳥類恐竜は絶滅したが、一部のワニ類は生き残った[ 33 ]。この文脈において、一部の鳥類や哺乳類などの他の恒温動物が生き残ったのは、絶滅期における体の小ささに関連した、食物の必要量が少なかったことなどが理由の一つであると考えられる。[ 131 ]多くの恐竜が寒冷環境に適応していたことを考えると、長期にわたる寒さが非鳥類恐竜の絶滅の原因であった可能性は低い。[ 132 ]
絶滅が徐々に起こったのか突然起こったのかについては議論があり、どちらの見解も化石記録によって裏付けられています。恐竜の化石記録の解釈では、白亜紀最後の数百万年の間に多様性が減少したと示唆するものと、多様性が減少しなかったと示唆するものの両方があります。恐竜の化石記録の質が、研究者が選択肢を区別できるほど十分ではないのかもしれません。[ 133 ] K-Pg境界からの恐竜を含む岩石の非常に有益なシーケンスは、北米西部、特にモンタナ州の後期マーストリヒチアン期のヘルクリーク層で見つかります。[ 134 ]約7500万年前のジュディスリバー層（モンタナ州）とダイナソーパーク層（アルバータ州）と比較すると、白亜紀最後の1000万年の恐竜の個体数の変化に関する情報が得られます。これらの化石層は地理的に限定されており、1つの大陸の一部しか覆っていません。[ 133 ]中期から後期のカンパニアン層は、他のどの単一の岩石群よりも恐竜の多様性が高いことを示しています。後期マーストリヒチアンの岩石には、ティラノサウルス、アンキロサウルス、パキケファロサウルス、トリケラトプス、トロサウルスなど、いくつかの主要な系統群の最大のメンバーが含まれており、絶滅直前に食料が豊富だったことを示唆しています。[ 135 ] 2010年にヨーロッパのカタルーニャ・ピレネー山脈の29の化石サイトを調査した結果、小惑星衝突までそこに生息する恐竜は100種以上もの多様性を持っていたという見解が支持されました。[ 136 ]より最近の研究では、この数字はタフォノミーの偏りや大陸の化石記録の乏しさによって不明瞭になっていることが示されています。この研究の結果は、推定された実際の地球規模の生物多様性に基づいており、白亜紀末期には628種から1,078種の非鳥類恐竜が生息しており、白亜紀-古第三紀絶滅イベント後に突然絶滅したことを示している。[ 137 ]一方、カナダ、アルバータ州のレッドディア川沿いの化石を含む岩石に基づく解釈は、非鳥類恐竜の漸進的な絶滅を支持しており、過去10年間で 白亜紀の地層が数百万年にわたって堆積した結果、恐竜の種数は約45種から約12種に減少したようです。他の科学者も研究の結果、同様の評価を下しています。[ 138 ]
複数の研究者が暁新世の非鳥類恐竜の存在を支持している。その存在の証拠は、K-Pg境界から最大1.3m （4.3フィート）上、4万年後のヘルクリーク層で恐竜の化石が発見されたことに基づいている。 [ 139 ]コロラド州サンフアン川のオホアラモ砂岩で発見されたハドロサウルス類の化石化した大腿骨の近くで採取された花粉サンプルは、ハドロサウルス類が新生代、およそ暁新世に生息していたことを示している。 6450万 年 前（ K-Pg絶滅イベントから約100万年後）。K-Pg境界以降に存在していたことが確認されれば、これらのハドロサウルス類は「歩く死の系統群」と見なされるだろう。[ 140 ]科学界のコンセンサスは、これらの化石は元の場所から浸食され、その後ずっと後の堆積物に再び埋没した（再堆積化石とも呼ばれる）というものである。[ 141 ]
ほとんどの古生物学者は鳥類を唯一生き残った恐竜とみなしている（鳥類の起源を参照）。エナンティオルニス類やヘスペロルニス類など、当時繁栄していたグループを含む、鳥類以外の獣脚類はすべて絶滅したと考えられている。[ 142 ]鳥類の化石のいくつかの分析では、K-Pg境界以前に種の分岐が見られ、アヒル、ニワトリ、ダチョウ類の鳥類の近縁種が鳥類以外の恐竜と共存していたことが示されている。[ 143 ]さまざまな種を代表する鳥類の化石の大規模なコレクションは、K-Pg境界の30万年前まで古代の鳥類が存続していたことの決定的な証拠を提供している。古第三紀にこれらの鳥類が存在しないことは、そこで古代の鳥類の大量絶滅が起こった証拠である[ 21 ]。ただし、中国のQinornisは、暁新世まで生き残ったOrnithuraeのより基底的なメンバーであると示唆されている[ 144 ] 。
白亜紀の地上および水生鳥類のうち、衝突を生き延びたのはごく一部であり、それが今日の鳥類の起源となった。[ 21 ] [ 145 ] K-Pg境界を生き延びたことが確実に知られている唯一の鳥類グループは鳥類である。[ 21 ]鳥類は、潜水、水泳、または水や湿地での避難能力のおかげで絶滅を生き延びることができた可能性がある。多くの鳥類は、巣穴を掘ったり、木の穴やシロアリの巣に巣を作ったりすることができ、これらはすべてK-Pg境界での環境の影響から避難場所を提供した。境界を越えた長期生存は、非鳥類恐竜の絶滅によって空いた生態的ニッチを埋めた結果、確実になった。[ 93 ]分子配列決定と化石年代測定に基づくと、多くの鳥類（特に新鳥類グループ）はK-Pg境界後に放散したように見える。[ 29 ] [ 146 ] K-Pg絶滅後のニッチ空間の開放と捕食者の相対的な減少により、さまざまな鳥類の適応放散が可能になった。たとえば、走鳥類は古第三紀初期に急速に多様化し、少なくとも3～6回収斂的に飛べなくなったと考えられており、かつて非鳥類恐竜が占めていた大型草食動物のニッチ空間を埋めることが多い。[ 29 ] [ 147 ] [ 148 ]
哺乳類の種は、 K-Pg境界の約3000万年前に多様化し始めました。哺乳類の多様化は境界を越えて停滞しました。 [ 149 ]単孔類（卵生哺乳類）、多丘歯類、後獣類（現代の有袋類を含む）、真獣類（現代の胎盤類を含む）、メリディオレスティダ類、[ 150 ]およびゴンドワナテリウム類[ 151 ]を含む、後期白亜紀の主要な哺乳類の系統はすべて、損失を被ったものの、K-Pg絶滅イベントを生き延びました。特に、後獣類は北アメリカからほぼ姿を消し、[ 152 ]アジアのデルタテロイダ類は絶滅しました（グルバノデルタにつながる系統を除く）。ある研究によると、北アメリカのヘルクリーク層では、既知の10種の多丘歯類のうち少なくとも半分と、11種の後獣類すべてが境界より上では見つかっていません。[ 133 ]ヨーロッパと北アメリカの多丘歯類は比較的無傷で生き残り、暁新世に急速に回復したが、アジアの多丘歯類は壊滅的な打撃を受け、二度と哺乳類相の重要な構成要素となることはなかった。[ 153 ]最近の研究では、K-Pgイベントで後獣類が最も大きな損失を被り、次いで多丘歯類が続き、真獣類が最も早く回復したことが示されている。[ 154 ]絶滅を生き延びた哺乳類は一般的に小型で、ネズミと同程度の大きさであった。この小型さは、保護された環境で避難場所を見つけるのに役立っただろう。初期の単孔類、有袋類、胎盤類の一部は半水生または穴掘りであったと推測されている。今日、そのような習性を持つ哺乳類の系統が複数存在するためである。穴掘りまたは半水生の哺乳類は、K-Pg境界の環境ストレスからさらに保護されていたであろう。[ 93 ]
K-Pg絶滅後、哺乳類は恐竜が残したニッチを埋めるように進化しました。[ 155 ] [ 156 ]いくつかの研究では、恐竜の絶滅によって利用可能になった生態的ニッチにもかかわらず、哺乳類はK-Pg境界を越えて爆発的に多様化しなかったことが示されています。[ 157 ]コウモリ目（Chiroptera ）や鯨偶蹄目（Cetartiodactyla）（現在ではクジラやイルカ、偶蹄類を含む多様なグループ）など、いくつかの哺乳類の目はK-Pg境界直後に多様化したと解釈されていますが、[ 157 ]最近の研究では、有袋類の目だけがK-Pg境界直後に多様化したと結論付けられています。[ 149 ]しかし、絶滅イベント後の真獣類の形態的多様化率は、絶滅イベント前の3倍でした。[ 158 ]また、哺乳類の属内では、K-Pg境界以降、新種はおよそ9.1%大きくなったことも重要である。[ 159 ]約70万年後、一部の哺乳類は50キロ（110ポンド）に達し、絶滅を生き延びた種の体重の100倍になった。[ 160 ]胎盤哺乳類の生存者の体サイズは進化的に最初に大きくなり、絶滅後にニッチを埋めることができ、脳サイズは始新世の後半に大きくなったと考えられている。[ 161 ] [ 162 ]
植物の化石は、K-Pg境界を挟んだ植物種の減少を示している。K-Pg境界では、植物群集が世界的に破壊されたという圧倒的な証拠がある。[ 163 ] [ 33 ]化石花粉と化石葉の両方の研究で絶滅が見られる。[ 25 ]北アメリカでは、境界前に大規模な植物相の変化があったものの、データはK-Pg境界のセクションで植物が大規模に破壊され、大量絶滅したことを示唆している。[ 164 ]北アメリカでは、植物種の約57%が絶滅した。ニュージーランドや南極大陸のような南半球の高緯度地域では、植物相の大量死滅によって種の大きな変化は起こらなかったが、植物群の相対的な存在量に劇的かつ短期的な変化が生じた。[ 83 ] [ 165 ]ヨーロッパの植物相も、チクシュルーブ衝突地点からの距離が遠いため、影響は少なかった。[ 166 ]アラスカ北部とロシアのアナディル・コリャーク地方では、植物相への影響は最小限だった。[ 167 ] [ 168 ]大規模な植物絶滅のもう一つの証拠は、被子植物の亜ウイルス病原体（ウイロイド）の分岐率が急激に低下したことであり、これは顕花植物の数が大幅に減少したことを示している。[ 169 ]しかし、系統発生学的証拠は、被子植物の大量絶滅を示していない。[ 170 ]
K-Pg境界での植物の大量破壊により、光合成を必要とせず、腐敗した植物から栄養分を利用する菌類などの腐生生物が増殖した。菌類の優勢は、大気が浄化され、餌となる有機物が豊富に存在するようになった数年間だけ続いた。大気が浄化されると、光合成を行う生物が戻ってきた。最初はシダ類やその他の地表植物であった。[ 171 ]
一部の地域では、暁新世の植物の回復は、地質記録にシダの急増として表されるシダ種の再定着から始まりました。この同じシダの再定着パターンは、 1980年のセントヘレンズ山の 噴火後にも観察されました。[ 172 ] この出来事の後、数世紀にわたって景観を支配していたのは、わずか2種のシダのようです。[ 173 ] K-Pg境界の下の堆積物では、優勢な植物の残骸は被子植物の花粉粒ですが、境界層には花粉はほとんどなく、シダの胞子が優勢です。[ 174 ]境界層より上では、より通常の花粉レベルが徐々に回復します。これは、現代の火山噴火で荒廃した地域を彷彿とさせます。そこでは、回復はシダによって主導され、その後、より大きな被子植物に置き換えられます。[ 175 ]北米の陸上シーケンスでは、絶滅イベントは、豊富で比較的多かった後期マーストリヒチアンの花粉記録と境界後のシダの急増との間の顕著な不一致によって最もよく表されている。[ 163 ]
倍数性は、おそらくそのような植物が持つゲノムの追加コピーによって、衝突後に急速に変化する環境条件により容易に適応できたため、被子植物が絶滅を生き延びる能力を高めたと考えられる。[ 176 ]
絶滅の影響に加えて、この出来事は、アマゾンのような新熱帯雨林バイオームの発生や、約600万年かけて植物の多様性が以前のレベルまで回復する過程で、地域の森林の種構成や構造が入れ替わるなど、植物相のより一般的な変化も引き起こしました。[ 177 ] [ 178 ]
K-Pg境界では多くの菌類が絶滅したように見えるが、絶滅イベント後の数年間に一部の菌類が繁栄したという証拠もある。その時期の微化石は、衝突後の回復期にシダの胞子が豊富になるずっと前に、菌類の胞子が大幅に増加したことを示している。イリジウム境界の前後の短い期間、モノポリスポライトと菌糸がほぼ唯一の微化石となっている。これらの腐生菌は日光を必要としないため、大気が塵や硫黄エアロゾルで覆われていたと思われる時期にも生き残ることができた。[ 171 ]
菌類の増殖は、地球史上最大の大量絶滅であるペルム紀-三畳紀絶滅イベントを含むいくつかの絶滅イベントの後に起こり、全種の最大96%が絶滅した。[ 179 ]
詳細な研究では、チクシュルーブ衝突の季節が調査されている。1991年の化石葉の研究では、絶滅に関連した凍結は6月上旬とされた。[ 180 ]その後の研究では、保存状態の良いチョウザメ目の骨の骨学的証拠と安定同位体記録に基づいて、年代が春に変更された。この研究では、6月の年代決定の「古植物学的同定、タフォノミー的推論、および層序学的仮定」はすべてその後否定されたと指摘した。[ 181 ] Depalma et al. (2021) は春から夏の範囲を選択したが、[ 182 ] During et al. (2024) は、一次データの欠如、分析を行った研究所の不明、正確な再現のための不十分な方法、不規則なデータと誤差範囲を持つ問題のある同位体グラフに基づいて、この研究を再評価し批判した。[ 183 ] [ 184 ]ノースダコタ州タニスで発見された化石化した魚の骨の研究によると、白亜紀-古第三紀の大量絶滅は北半球の春に起こったと考えられています。[ 185 ] [ 186 ] [ 187 ] [ 188 ]
絶滅の速さは議論の的となっており、一部の研究者は絶滅は突然の出来事の結果だと考えている一方、他の研究者は長期間にわたって起こったと主張している。正確な期間を決定するのは、化石記録が非常に不完全であるため、ほとんどの絶滅種はおそらく発見された最新の化石よりもずっと後に絶滅したであろうというシグナー・リップス効果のため困難である。 [ 189 ]また、科学者たちは、K-Pg絶滅の数百万年前から数百万年後までを網羅する化石を含む岩石の連続した層をほとんど発見していない。[ 34 ]
3 つの地点からの K–Pg 粘土の堆積速度と厚さは、おそらく 10,000 年未満の期間で急速な絶滅があったことを示唆しています。[ 190 ]コロラド州デンバー盆地の 1 つの地点では、K–Pg 境界層が堆積した後、シダのスパイクは約 1,000 年間、最大でも 71,000 年間続きました。同じ場所で、新生代哺乳類の最初の出現は約 185,000 年後、最大でも 570,000 年後に発生し、「このイベント中にデンバー盆地で生物の絶滅と初期回復が急速に進んだことを示しています」。[ 191 ]衝突によって引き起こされた炭素循環の混乱の分析は、それらをわずか 5,000 年の間隔に限定します。[ 192 ]アメリカ地球物理学連合の年次総会で発表されたモデルでは、チクシュルーブ衝突後の世界的な暗闇の期間は、ヘルクリーク層でほぼ2年間続いたと推定されている。[ 193 ]
1980年、ノーベル賞受賞物理学者ルイス・アルバレス、その息子で地質学者のウォルター・アルバレス、化学者のフランク・アサロとヘレン・ミシェルからなる研究チームは、白亜紀-古第三紀境界で世界中に見られる堆積層に、通常の何倍もの濃度のイリジウムが含まれていることを発見した（当初調査された3つのセクションでは、それぞれ30倍、160倍、20倍）。イリジウムは親鉄元素であり、惑星分化の際に鉄とともに地球の核に沈んだため、地殻では極めてまれである。[ 11 ]その代わりに、イリジウムは彗星や小惑星に多く含まれている。[ 8 ]このため、アルバレスチームは、K-Pg境界の時に小惑星が地球に衝突したと示唆した。[ 11 ]
衝突事象の可能性については以前から憶測があったが、[ 194 ]これは最初の確固たる証拠であり、[ 11 ]それ以来、研究は K-Pg 境界に関連してイリジウム濃度の上昇を示し続けている。[ 7 ] [ 6 ] [ 5 ]この仮説は最初に提案されたときは過激だと見なされたが、すぐに追加の証拠が現れた。境界の粘土には、衝突によって形成された溶融岩の液滴から結晶化した微細な球状の岩石が満ちていることが判明した。[ 195 ] [ 196 ]また、衝撃を受けた石英[ c ]やその他の鉱物も K-Pg 境界で確認された。[ 197 ] [ 198 ]メキシコ湾岸とカリブ海沿いの巨大な津波堆積層の特定は、さらなる証拠を提供し、 [ 199 ]衝突が近くで発生した可能性を示唆した。また、米国南部で K-Pg 境界が厚くなり、ニューメキシコ州北部でメートル厚の堆積層が見られるという発見も同様である。[ 25 ]カリブ海では、巨大な堆積物重力流によって堆積した微化石、岩片、衝突由来物質の K-Pg 境界「カクテル」が発見され、衝突の境界を定めるのに役立った。[ 200 ]
さらなる研究により、ユカタン半島沿岸のチクシュルーブの下に埋もれた巨大なチクシュルーブ・クレーターが、K-Pg境界の粘土の起源であることが判明した。 1978年に地球物理学者グレン・ペンフィールドが行った研究に基づき、 1990年に特定されたこのクレーターは楕円形で、平均直径は約180 km（110 mi）であり、アルバレスチームが計算したサイズとほぼ同じである。[ 201 ] [ 202 ] 2010年3月、41人の科学者からなる国際パネルが20年間の科学文献をレビューし、大量絶滅の原因として小惑星仮説、特にチクシュルーブ衝突を支持し、大規模火山活動などの他の理論を除外した。彼らは、直径10～15キロメートル（6～9マイル）の小惑星が、時速約34,000マイルでメキシコのユカタン半島のチクシュルーブに衝突したと判断した。 [ 8 ]
衝突イベントの追加証拠は、アメリカ合衆国ノースダコタ州南西部のタニス遺跡で発見されている。 [ 203 ]タニスは、北米の4つの州にまたがる岩石群である、研究が盛んに行われているヘルクリーク層の一部であり、上部白亜紀と下部暁新世の多くの重要な化石の発見で有名である。[ 204 ]タニスは、巨大なチクシュルーブ小惑星の衝突後、最初の数分から数時間までの出来事を極めて詳細に記録しているように見えるため、並外れてユニークな遺跡である。[ 205 ] [ 206 ]この遺跡の琥珀には、チクシュルーブ衝突イベントのものと一致するマイクロテクタイトが含まれていると報告されている。 [ 207 ]一部の研究者は、この遺跡の発見の解釈に疑問を呈したり、発見当時まだ地質学の博士号を取得していなかったチームリーダーのロバート・デパルマに懐疑的であったり、彼の商業活動が疑わしいと見なされていた。[ 208 ]さらに、大量絶滅の原因が小惑星衝突であったという間接的な証拠は、海洋プランクトンの交代パターンから得られている。[ 209 ]
衝突説の批判者の中には、衝突は大量絶滅の約30万年前に起こったため、その原因ではなかったと主張する者もいる。[ 210 ] [ 211 ]しかし、2013年の論文で、バークレー地質年代学センターのポール・レンネは衝突の年代を次のように推定した。アルゴン-アルゴン年代測定に基づくと、 6604万3000 ± 1万1000年前である。彼はさらに、大量絶滅は この日付から3万2000年以内に起こったと主張している。 [ 212 ]クレーター周辺の熱水変質構造の年代測定はこのタイムラインと一致している。 [ 213 ]
2007年に、この衝突天体はバプティスティナ族の小惑星に属すると提案された。[ 214 ]この関連性は、小惑星とその族の観測が不足していることなどから、否定されてはいないものの、疑問視されている。[ 215 ] 2009年には、298 バプティスティナは K–Pg 衝突天体の化学的特徴を共有していないと報告された。[ 216 ]さらに、2011年の広視野赤外線探査機(WISE) による同族の小惑星からの反射光の研究では、それらの分裂は 8000 万年前と推定され、軌道がずれて 6600 万年前に地球に衝突するには時間が足りなかった。[ 217 ]
衝突によって放出されたエネルギーは、100テラトンのTNT （4.2 × 10 23ジュール）に相当し、広島と長崎への原爆投下のエネルギーの10億倍以上であった。[ 8 ]チクシュルーブ衝突は地球規模の大惨事を引き起こした。衝突直後に発生した現象の中には短期間のものもあったが、生物圏を壊滅させる長期的な地球化学的および気候的混乱もあった。[ 219 ] [ 220 ] [ 221 ]
科学界の共通認識では、K-Pg境界での小惑星衝突により、衝突によって発生した巨大な波から、カリブ海とメキシコ湾周辺に巨大津波堆積物と堆積物が残されたと考えられています。 [ 222 ]これらの堆積物は、メキシコ北東部のラ・ポパ盆地[ 223 ] 、ブラジル北東部のプラットフォーム炭酸塩[ 224 ] 、大西洋の深海堆積物[ 225 ] 、そして衝撃を受けた花崗岩の噴出物の真上にあるチクシュルーブ・クレーター自体に、既知の中で最も厚い約100m （330フィート）の級化砂堆積層の形で確認されています。小惑星が比較的浅い海に落下したため、巨大津波の高さは100m （330フィート）以上と推定されています。深海であれば、高さは4.6km （2.9マイル）に達したでしょう。[ 226 ] K-Pg衝突時に堆積した化石を含む堆積岩がメキシコ湾地域で発見されており、マングローブ型の生態系の残骸を運ぶ津波堆積物も含まれていることから、衝突後、メキシコ湾の水が繰り返し揺れ動いたことが示唆される。これらの浅瀬に残された死んだ魚は、腐肉食動物によって荒らされなかった。[ 227 ] [ 228 ] [ 229 ] [ 230 ] [ 231 ]
噴出物が地球の大気圏に再突入すると、短時間（数時間）ではあるが強烈な赤外線パルスが発生し、露出した生物が焼き尽くされた。[ 93 ]これについては議論があり、反対派は、おそらく北アメリカに限られる局地的な猛烈な火災は、地球規模の火災旋風には及ばないと主張している。これが「白亜紀-古第三紀火災旋風論争」である。2013年に著名な核の冬のモデル化研究者が発表した論文では、地球規模のデブリ層のすすの量に基づくと、地球上の生物圏全体が燃え尽きた可能性があり、地球規模のすす雲が太陽光を遮り、衝突による冬の効果を生み出したことを示唆している。[ 219 ]広範囲にわたる火災が発生した場合、衝突直後の期間を生き延びた最も脆弱な生物は絶滅しただろう。[ 232 ]実験分析によると、衝突によって引き起こされた山火事だけでは植物の絶滅を引き起こすには不十分であり、[ 233 ]衝突によって発生した熱放射の大部分は大気と下層大気の噴出物によって吸収されたと考えられます。[ 234 ]
日射量の減少に対する火災の影響という仮説とは別に、衝突によって最大1年間日光を遮る塵の雲が発生し、光合成が阻害されたと考えられます。[ 235 ] [ 12 ] [ 220 ]小惑星は、大量の可燃性炭化水素と硫黄を含む石膏と無水石膏の岩石地帯に衝突し、 [ 236 ]その多くが蒸発し、成層圏に硫酸エアロゾルを注入したため、地球表面に到達する日光が50%以上減少した可能性があります。[ 237 ]細かいケイ酸塩の塵も、山火事の煤と同様に、この衝突による冬の激しさに寄与しました。 [ 238 ] [ 239 ] [ 240 ] [ 241 ]この衝突による冬の気候強制力は、 1991年のピナツボ山の噴火の約100倍強力でした。[ 242 ]ヘルクリーク層のモデルによると、地球規模の暗闇の始まりはわずか数週間で最大に達し、おそらく2年以上続いたでしょう。[ 193 ]氷点下の気温は少なくとも3年間続いたと考えられます。[ 221 ]ブラゾスセクションでは、衝突後数十年間、海面温度が最大7 ℃（13 °F）低下しました。 [ 12 ]このようなエアロゾルが消散するには少なくとも10年かかり、植物や植物プランクトンの絶滅、そしてその後の草食動物とその捕食者の絶滅の原因となります。食物連鎖がデトリタスに基づいている生物は、生存する可能性がかなり高いでしょう。[ 131 ] [ 220 ] 2016年に、科学掘削プロジェクトにより、チクシュルーブ衝突クレーター周辺のピークリングから深層岩石コアサンプルが採取されました。これらの発見は、ピークリングを構成する岩石が巨大な圧力によって衝撃を受け、わずか数分で通常の状態から現在の形へと溶融したことを裏付けている。海底堆積物とは異なり、ピークリングは地球の遥か深部から発生した花崗岩でできており、衝突によって地表に噴出したものである。石膏は硫酸塩である。 この地域の浅い海底に通常存在する岩石は、ほぼ完全に除去され、大気中に蒸発した。衝突体は、幅190キロメートル（120マイル）のピークリングを形成し、深層花崗岩を溶融、衝撃、噴出させ、巨大な水の動きを引き起こし、膨大な量の蒸発した岩石と硫酸塩を大気中に噴出させるのに十分な大きさであり、それらは数年間大気中に留まったであろう。この塵と硫酸塩の世界的拡散は、気候に壊滅的な影響を与え、気温の大幅な低下を引き起こし、食物連鎖を壊滅させたであろう。[ 243 ] [ 244 ]
衝突の結果として大量の硫黄エアロゾルが大気中に放出されたことで、酸性雨も発生した。[ 245 ] [ 237 ]その結果、海洋が酸性化した。[ 14 ] [ 15 ]この海洋pHの低下により、炭酸カルシウムの殻を持つ多くの生物が死滅した。[ 237 ]衝突自体による大気の加熱により、窒素酸化物の生成とその後の水蒸気との反応によって硝酸性酸性雨も発生した可能性がある。 [ 246 ] [ 245 ]
衝突による冬の後、炭酸塩が二酸化炭素に蒸発した結果、地球は地球温暖化の時期に入りました。二酸化炭素は大気中に長く滞留するため、より短命な冷却ガスが消散した後、大幅な温暖化が起こることが確実になりました。[ 247 ]一酸化炭素濃度も上昇し、その結果として対流圏のオゾンとメタン濃度が上昇したため、特に壊滅的な地球温暖化を引き起こしました。[ 248 ]衝突によって大気中に水蒸気が注入されたことも、大きな気候変動を引き起こしました。[ 249 ]
白亜紀末の大量絶滅は、衝突と関連していることが確実に知られている唯一の大量絶滅であり、マニクアガン貯水池衝突などの他の大規模な地球外衝突は、目立った絶滅イベントとは一致しない。[ 250 ]
白亜紀-古第三紀絶滅に関連して形成された衝突クレーターとして、他のクレーター状の地形も提案されている。これは、シューメーカー-レヴィ9号が木星に衝突したのと同様の、破片化した小惑星によるほぼ同時多発衝突の可能性を示唆している。180 km (110 mi)のチクシュルーブ・クレーターに加えて、ウクライナには24 km (15 mi)のボルティシュ・クレーターがある( 北海にある直径20km （12マイル）のシルバーピット・クレーター（65.17 ± 0.64 Ma） 59.5 ± 14.5 Ma ）は隕石衝突によって形成された可能性があり、議論の的となっているはるかに大きな600 km（370 mi）のシヴァ・クレーターがある。テチス海で形成された可能性のある他のクレーターは、その後、アフリカとインドの北向きの地殻変動によって隠されてしまった。[ 251 ] [ 252 ] [ 253 ] [ 254 ]
中生代と新生代の境界付近で噴火したデカン・トラップ[255][256][257]は、大量絶滅の代替説明として挙げられている[ 258][259]。デカン・トラップが原因であるという説の有力な提唱者はゲルタ・ケラー[ 260 ]である。2000年以前は、デカン・トラップの洪水玄武岩が絶滅の原因であるという議論は、洪水玄武岩イベントが約6800万年前に始まり、200万年以上続いたと考えられていたため、絶滅が徐々に進行したという見解と結びついていた 。最新の証拠によると、トラップは K-Pg境界をまたぐわずか80万年の期間で噴火しており、そのため絶滅とその後の生物の回復の遅れの原因となっている可能性がある。[ 261 ]いくつかの地球物理学的モデルは、6600万年前のチクシュルーブ衝突が、デカン高原で発生した最大規模の噴火のいくつか、および地球上のあらゆる活火山での噴火を引き起こした可能性があることを示唆している。[ 262 ] [ 263 ]
デカン・トラップは、大気中に放出された塵や硫黄エアロゾルによって日光が遮断され、植物の光合成が減少したなど、いくつかのメカニズムを通じて絶滅を引き起こした可能性がある。[ 264 ]さらに、白亜紀後期には地球の気温が上昇した。[ 265 ] [ 266 ]デカン・トラップの火山活動は二酸化炭素の排出をもたらし、塵やエアロゾルが大気から除去されたときに温室効果が増加した。[ 267 ] [ 256 ]植物の化石は、K-Pg境界を挟んで二酸化炭素濃度が250 ppm増加したことを記録しており、これはデカン・トラップの活動に起因する可能性が高い。[ 268 ]二酸化炭素の排出量の増加は酸性雨も引き起こし、酸性度の高い水では水銀化合物の溶解度が増加したため、水銀の沈着が増加したことが証拠となっている。[ 269 ]
デカン・トラップによる絶滅の証拠としては、K-Pg境界付近の気候が気温上昇した際に海洋生物の多様性が減少したことが挙げられる。気温は6540万年前から6520万年前の間に約3～4度急激に上昇したが、これは絶滅事象の時期と非常に近い。気候の気温上昇だけでなく、水温の低下も起こり、海洋生物の多様性が劇的に減少した。[ 270 ]チュニジアからの証拠は、デカン・トラップの活発な活動に関連した温暖化と湿度上昇の大きな期間が海洋生物に悪影響を及ぼしたことを示しており、[ 271 ]海洋生物の絶滅は衝突事象より前に始まっていた。[ 272 ]中国の松遼盆地における小惑星衝突前のシャジクモ類の減少は、デカン・トラップの活動による気候変動と関連していると結論付けられている。[ 273 ]
デカン・トラップ仮説が緩やかな絶滅と関連付けられていた時代に、ルイス・アルバレス（1988年没）は、古生物学者たちは乏しいデータに惑わされていると反論した。彼の主張は当初は受け入れられなかったが、後に行われた化石層の集中的な現地調査によって、その主張は裏付けられた。最終的に、ほとんどの古生物学者は、白亜紀末の大量絶滅は、大部分、あるいは少なくとも部分的には、巨大な地球衝突によるものだったという考えを受け入れるようになった。ウォルター・アルバレスでさえ、他の大きな変化も絶滅に寄与した可能性があることを認めていた。[ 274 ]デカン・トラップが絶滅の原因ではないとする最近の議論としては、デカン・トラップの活動のタイムラインと気候変動のパルスが、いくつかの研究で非同期であることが判明していること、[ 275 ]花粉学的変化が火山活動の期間と一致しないこと、[ 276 ]多くの場所では、マーストリヒチアン後期に気候が安定しており、火山活動による大きな混乱の兆候が見られないことなどが挙げられる。[ 277 ] 2020 年に発表された研究では、古気候データは、デカン・トラップの噴火によって引き起こされた 2 つの脱ガスのピークと最も整合性が取れており、最初のピークは絶滅の 20 万年以上前、2 番目のピークは絶滅イベントの頃に始まり、約 35 万 000 年間続いたと結論付けている[ 19 ]。デカン・トラップが絶滅の原因ではなかったという結論は、古生物学者のマイケル・ベントンによって受け入れられている。[ 278 ]同年に発表された別の研究では、火山活動の増加によって引き起こされた長期的な温暖化は、絶滅を引き起こすのではなく、生息地の適性を高めるだろうと主張した。[ 20 ]
白亜紀末期には、中生代のどの時期よりも海面が低下したという明確な証拠がある。世界各地のマーストリヒチアン期の岩石層では、後期の層は陸地、前期の層は海岸線、最前期の層は海底を表している。これらの層には造山に伴う傾斜や歪みが見られないため、最も可能性の高い説明は海退、つまり海面の低下である。海退の原因を直接示す証拠はないが、現在受け入れられている説明は、中央海嶺の活動が低下し、自重で沈下したというものである。[ 34 ] [ 279 ]
深刻な海退は、海の中で最も種が豊富な大陸棚の面積を大幅に縮小させ、海洋生物の大量絶滅を引き起こすのに十分であった可能性がある。 [ 280 ] [ 281 ]この変化はアンモナイトの絶滅を引き起こすことはなかっただろう。海退はまた、風や海流を乱したり、地球のアルベドを低下させて地球の気温を上昇させたりすることによって、気候変動を引き起こしただろう。[ 74 ]海退はまた、北米西部内陸海路のような内海を消失させた。これらの海の消失は生息地を大きく変え、1000万年前にはダイナソーパーク層の岩石に見られるような多様な生物群集の生息地であった沿岸平野を消失させた。もう1つの結果は淡水環境の拡大であり、大陸からの流出水が海に到達するまでに移動する距離が長くなったためである。この変化は淡水脊椎動物にとっては好都合だったが、サメなど海洋環境を好む動物は被害を受けた。[ 133 ]
しかし、絶滅事象の原因としての海面低下は、他の証拠、すなわち海洋後退の兆候が見られないセクションでも多様性の大幅な減少の証拠が見られるという証拠と矛盾する。[ 282 ]
複数の原因説の支持者は、提案されている単一の原因は、絶滅の規模の大きさを説明するには小さすぎるか、観察された分類学的パターンを説明するには不十分であると考えている。レビュー論文の中で、J. David Archibald と David E. Fastovsky は、火山活動、海洋退縮、地球外衝突という 3 つの主要な想定原因を組み合わせたシナリオについて議論した。このシナリオでは、陸上および海洋の生物群集は、生息地の変化と喪失によってストレスを受けた。最大の脊椎動物である恐竜は、環境変化の影響を最初に受け、その多様性は減少した。同時に、火山活動による粒子状物質が地球上の地域を冷却し乾燥させた。その後、衝突イベントが発生し、すでにストレスを受けていた陸上食物連鎖と海洋食物連鎖の両方で、光合成に基づく食物連鎖の崩壊を引き起こした。[ 133 ]
南極のシーモア島での研究に基づき、シエラ・ピーターセンらは、白亜紀-古第三紀境界付近で2つの別々の絶滅イベントがあり、1つはデカン・トラップ火山活動と関連し、もう1つはチクシュルーブ衝突と関連していると主張している。研究チームは、休止のない拡大したK-Pg境界セクションからの新しいクラスター同位体温度記録を使用して、複合絶滅パターンを分析した。彼らは、デカン・トラップ火山活動の開始と同時期に7.8±3.3℃の温暖化と、隕石衝突時に2番目のより小さな温暖化を記録した。彼らは、大陸氷または海氷の同時消失により局所的な温暖化が増幅されたと示唆した。シェル内の変動は、デカン噴火開始後に季節性が減少し、隕石イベントまで続いた可能性を示している。セイモア島での種の絶滅は、観測された2つの温暖化イベントと一致する2つのパルスで発生し、この場所における白亜紀末の絶滅は、気候変動を介して火山活動と隕石衝突の両方のイベントに直接結びついている。[ 283 ]
指定年：1966年
ロバート・A・デ・パームは、
恐竜、そして
地球
上のほぼすべての生命が、6600万年前に
チクシュルーブ小惑星
によって
実際に絶滅した
という強力な証拠を発見した。
