徐星 王原 邵颖 编译 2007年11月13日 09:49
科学家们在研究集群绝灭的模式时，不可避免地会遇到地质方面的问题，如地层和化石的保存。定义集群绝灭的第一个特征是有很多物种消失。这涉及到化石的保存和采集的问题。
好的化石记录表明了绝灭模式的多样性。在重大集群绝灭的界线附近细致采集浮游生物化石，可以得到最好的集群绝灭模式的证据。在有孔虫绝灭的两个经典的白垩纪与早第三纪界线剖面的化石记录中，有些模式表明了相当突然的绝灭，而其他一些则显示了某种阶段式的渐变消失。这些野外记录是反映了灾变的，还是渐变的绝灭模式呢?具有不同观点的古生物学家对这些化石记录有不同的结论。一个“渐变论者”认为两种模式都代表了超过50万年的长期的绝灭模式，因而不能作为瞬间事件的结果。相反，一个灾变论者则认为发生了一个短至1—1000年的瞬间绝灭，并把渐进模式视为不完整的保存，不完整的采样或者掘穴生物混合重造沉积物的结果。
不是对所有的生物都能做到上述细致的采样。比如说恐龙，它们保存在陆相沉积物中，而这种沉积物很难象深海沉积那样连续。化石大而稀少，使一层层的采样困难重重。两个考察队在蒙大拿州做了大规模的野外采样，试图一次性地解决恐龙的绝灭是按渐进论者的观点，经过了5百万至1千万年的渐变后绝灭的，还是它们一直繁盛到白垩纪的最后一刻，然后突然灾难性地绝灭的。由圣地亚哥州立大学的大卫•阿齐博尔德领导的考察队发现了长时间绝灭的证据，而另一个米尔瓦基公立博物馆的彼德•西翰领导的考察队发现了突然绝灭的证据。两者的野外采集都有数十人参与，采集了大量的标本。然而，令人困惑的是，却得出了如此不同的结论。以上的研究表明，绝灭模式可能是多样的。
科学家们发现，集群绝灭后的恢复时间是与事件的规模成比例的。在诸如晚泥盆世，晚三叠世，和白垩纪与早第三纪界线发生的大绝灭后，生物的分异度大约需要1千万年才能恢复。二叠纪与三叠纪界线事件后的恢复花费了更长的时间：全球海生生物科一级的分异度大约花费了1亿年才恢复到绝灭前的水平。
集群绝灭的第二个特征是它具有生态的普遍性，即不应有选择性。这种假设有些与直觉相反，因为大多数生物学家会预测大的动物、高等食肉动物、生态忍受力狭小的分类单元以及土著的分类单元的绝灭可能性更大。然而古生物学家的大量研究表明集群绝灭中的选择性很小。白垩纪与早第三纪界线事件确实杀死了恐龙和其它一些大的爬行动物，但一个全面的勘查表明，大量的微体浮游生物的种也绝灭了。
当然，也有证据表明，集群绝灭具有一定的选择性。芝加哥大学的大卫•杰博朗斯基发现，对于有些生物，那些地理分布有限的属比分布较厂的分类单元绝灭的可能性大。
集群绝灭的第三个特征是它的时间间隔。很明显，了解一个特定的绝灭事件是发生在5百万年内还是发生在1年内是十分重要的。目前，地层学的方法不能很好地解决时间间隔的问题。即使是研究颇细的白垩纪与早第三纪界线事件也是如此，持不同意见的专家们所断言的绝灭的时间间隔可以从1年到5百万年。这些争论产生于化石采样的问题，以及对集群绝灭事件的不适当的定年(地层学的问题)。关于所有恐龙在6千5百万年前瞬间绝灭的断言依赖于下面两个证据： 1)野外观察显示恐龙化石在一些地层中一直相对丰富，直到某一点它们全都消失了；2)这种消失在全球范围内发生在同一地层中。
化石采样是一个关键的因素。即使—个古生物学家能够证明恐龙化石突然地从某一层消失了，也不能简单地假定这种消失是绝灭的结果，也许在那一点发生了环境的变化，动物们迁移到了别处，或者那里发生了沉积间断，再或者沉积过程发生了变化，使骨骼不再埋藏和保存。许多埋藏学(化石的埋藏与保存方式)的因素必须加以考虑，而且沉积地质学有一个基本原理，即“地层不等于时间”。许多厚的地层是在很短的时间内沉积的，作为一些突发事件的结果，诸如岩崩、洪水、暴雨和泥石流，而那些薄的地层却可能代表了很长的时间间隔。研究的深度也是很重要的，华盛顿大学的彼德•沃尔德显示了他的“菊石在白垩纪与早第三纪界线的绝灭”的记录是如何随着更多的野外采样而变化的。髓着采样的增加，他所获得的绝灭模式从一个相当渐变的绝灭直至一个灾难性的灭绝。
地层学的因素很关键。集群绝灭定年的第一个指导原则是生物地层学，即用化石建立相对年龄，并在各大陆间对比同时代的岩石地层单位。这一技术在限定50万至1百万年的时间带时十分适用，但对于更短的时间间隔就有问题了。用放射性测年技术也许会给出相当精确的年代，但实际误差会很大，以致不能满足古生物学的需要。而且，放射性测年技术可能只适用于特定的岩石类型，比如火山熔岩。其它一些定年技术已经被应用，它们在将来会变得更加精确，但目前它们还不足以准确区分瞬时事件和持续1百万年的事件。
了解了集群绝灭的模式后，下面是人们更加关心的一个问题：绝灭的原因是什么?因为地史上的大绝灭已经使人类更加关注自身的命运。
