讓我們來(lái)想象這樣一個(gè)不同尋常的世界:
海洋如同一個(gè)熱水浴缸,巨大的火山噴發(fā)使空氣中充滿(mǎn)了二氧化碳。
緊密連接在一起的盤(pán)古大陸表面又熱又平,而且非常非常干燥。
早期的爬行動(dòng)物和哺乳動(dòng)物祖先在這片悶熱的土地上繁衍生息,統(tǒng)治著這片仍在努力從二疊紀(jì)大滅絕中恢復(fù)的土地。
這便是2.5億年前——三疊紀(jì)初期的地球。
然而不久之后,一場(chǎng)持續(xù)了200萬(wàn)年的雨,徹底改變了這個(gè)世界!
三疊紀(jì)初期,我們可以從腳下土地上存留的證據(jù)看出,當(dāng)時(shí)的地球是多么的炎熱和干燥。
那個(gè)時(shí)期的巖石主要是大片的紅色砂巖和來(lái)自干燥林地的土壤沉積物,在二疊紀(jì)的大部分時(shí)間里,地球上沒(méi)有煤沼澤的跡象。
世界如此干燥的一個(gè)主要原因是盤(pán)古大陸的形狀。由于所有的大陸都緊緊地連在一起,雨云無(wú)法越過(guò)海岸線,也沒(méi)有大的山脈來(lái)分割這片低矮干旱的土地。而在這個(gè)干燥世界之后的時(shí)間里,恐龍開(kāi)始出現(xiàn)。但當(dāng)時(shí)它們?nèi)栽谂c早期爬行動(dòng)物和哺乳動(dòng)物祖先爭(zhēng)奪自己的位置。當(dāng)時(shí)占主導(dǎo)地位的食肉動(dòng)物是早期的鑲嵌踝類(lèi)動(dòng)物,例如偽鱷類(lèi)動(dòng)物和植龍目動(dòng)物等。雖然沒(méi)有真正意義上的哺乳動(dòng)物出現(xiàn),但有二齒獸的存在(似哺乳爬行動(dòng)物)——當(dāng)時(shí)最接近它們的動(dòng)物。所有這些令人著迷的生物在三疊紀(jì)的大部分時(shí)間里都分布廣泛,其中有一種叫做“水龍獸”的二齒獸動(dòng)物在世界各地非常普遍,它們的化石實(shí)際上被用來(lái)幫助構(gòu)建板塊構(gòu)造的概念。這些動(dòng)物顯然已經(jīng)適應(yīng)了干旱氣候的生活。然而,一場(chǎng)巨大的變動(dòng)正在等待著它們......我們對(duì)氣候歷史的了解大多來(lái)自植物化石和巖石類(lèi)型。
20世紀(jì)90年代初,兩位英國(guó)地質(zhì)學(xué)家發(fā)現(xiàn)了與他們所知的三疊紀(jì)干旱氣候不符的巖石。他們沒(méi)有找到紅色的緩慢沉積的沙子,而是發(fā)現(xiàn)了厚厚的河石層、巨大湖泊的沉積物和煤沼澤的證據(jù)。
所有這些都是大范圍降雨的跡象。這些突然變濕的氣候的痕跡分布在世界各地,從英國(guó)到美洲再到以色列。這意味著全球范圍內(nèi)的降雨量都在增加。起初,其他地質(zhì)學(xué)家持懷疑態(tài)度。難道這些巖石不能用當(dāng)?shù)氐暮樗畞?lái)解釋嗎?但在接下來(lái)的二十年里,關(guān)于越來(lái)越多奇怪巖石的報(bào)道層出不窮,它們不斷指向一個(gè)越來(lái)越潮濕的世界。包括奧地利的煤炭沉積,意大利古老湖泊的遺跡,猶他州濕潤(rùn)的土壤,以及中國(guó)巨大的河流。它們都可以追溯到同一時(shí)間段——2.32億到2.34億年前。隨著時(shí)間的推移,這種現(xiàn)象被稱(chēng)為卡尼期洪積事件(Carnian Pluvial Episode),或CPE。
這一切都發(fā)生在三疊紀(jì)時(shí)期,卡尼階是這個(gè)地質(zhì)時(shí)代的名稱(chēng)。“pluvial”的意思是雨季,雨下了很多很多。例如,一項(xiàng)估計(jì)顯示,當(dāng)時(shí)美國(guó)猶他州所在地的年平均降雨量和現(xiàn)今相比,幾乎翻了兩番,趕上了如今位于太平洋西北部的溫帶雨林所擁有的降雨量。而這樣的情況在當(dāng)時(shí)的世界各地持續(xù)發(fā)生。也就是說(shuō),這不僅僅是一次大洪水,而更像是每年都在洪水泛濫,且持續(xù)了200萬(wàn)年。在這么多的雨水下,情況肯定會(huì)發(fā)生變化。其中最大的變化之一就是——恐龍的大量出現(xiàn)。在可追溯到卡尼期洪積事件初期的巖石中,恐龍約占陸地脊椎動(dòng)物化石的5%,但到了事件后期,它們占了這些化石的90%以上。關(guān)鍵可能不是雨水本身,而是雨水帶來(lái)了什么:巨型植物的大量繁殖!在這期間,我們開(kāi)始看到大量的大型針葉樹(shù)和大型的產(chǎn)煤植物,比如原始形態(tài)的本內(nèi)蘇鐵目植物。對(duì)于食草動(dòng)物來(lái)說(shuō),食物供應(yīng)的這種變化可能會(huì)改變生存規(guī)則。例如,喙頭龍類(lèi)動(dòng)物數(shù)量很多,但它們很矮,不能用后腿站立來(lái)夠到更高的樹(shù)葉。這在干燥的環(huán)境中是適合的,因?yàn)槟抢锏闹参锿ǔ?huì)貼近地面。但是在潮濕的森林里,喙頭龍只能吃更小的植物,或者是葉子和水果等掉到地上的東西。同時(shí),二齒獸也是食草動(dòng)物,但它們沒(méi)有牙齒。而且,他們也沒(méi)有使用胃石,即一些動(dòng)物(比如鳥(niǎo)類(lèi))吞下的巖石來(lái)幫助消化植物物質(zhì)。因此,二齒獸就很難吃下任何纖維性食物,比如樹(shù)木。可以肯定的是,從這個(gè)時(shí)期開(kāi)始的二齒獸動(dòng)物糞便化石已經(jīng)被發(fā)現(xiàn),其中包含了大部分被消化的軟蕨類(lèi)植物的殘骸,只有極少量的樹(shù)木。相比之下,一些既長(zhǎng)牙齒又有胃石的食草恐龍給我們留下了木質(zhì)含量高達(dá)85%的糞便化石!隨著氣候變得更加濕潤(rùn),柔軟的小蕨類(lèi)植物很快就被高大的木本針葉樹(shù)取代,而這些樹(shù)木是二齒獸和喙頭龍類(lèi)動(dòng)物不吃的。如果沒(méi)有二齒獸和喙頭龍類(lèi)動(dòng)物,那么食肉動(dòng)物——鑲嵌踝類(lèi)——也會(huì)失去大量的食物來(lái)源。也許是受到這些因素影響,在卡尼階的雨季時(shí)期里,恐龍的數(shù)量增加了很多。而二齒獸、喙頭龍和許多早期的鑲嵌踝類(lèi)動(dòng)物很快就滅絕了。那么,一個(gè)關(guān)鍵的問(wèn)題產(chǎn)生了:到底是什么讓雨下了200萬(wàn)年呢?就在下雨之前,大約2.35億年前,美國(guó)阿拉斯加和加拿大不列顛哥倫比亞省發(fā)生了一次大規(guī)模的火山爆發(fā),如今被稱(chēng)為“Wrangellian eruptions”。這些火山噴發(fā)持續(xù)了500多萬(wàn)年,噴發(fā)出一層6千米厚的熔巖,釋放出的二氧化碳足以使全球氣溫升高3到10攝氏度。而很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi),溫度升高導(dǎo)致氣候更加濕潤(rùn),因?yàn)檫@會(huì)加速水循環(huán),促使更多的地表水蒸發(fā)到大氣中。
事實(shí)上,由于大氣濕度的增加,CPE有時(shí)也被稱(chēng)為卡尼階濕潤(rùn)期。不管怎么說(shuō),經(jīng)過(guò)了大約一百萬(wàn)年的火山活動(dòng),大氣變得如此溫暖和濕潤(rùn),以至于雨水最終可以到達(dá)盤(pán)古大陸廣闊的內(nèi)部。當(dāng)碳水平在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)都非常高時(shí),我們的星球可以很好的把一些額外的碳帶回它應(yīng)該回到的地方。植物吸收并儲(chǔ)存在它們的組織中;風(fēng)化和侵蝕巖石吸收它;海洋將其吸收形成像石灰?guī)r一樣的碳酸鹽巖。因此,隨著Wrangellian噴發(fā)減緩,碳循環(huán)最終得以穩(wěn)定下來(lái),多余的二氧化碳被從大氣中重新吸收,CPE也逐漸結(jié)束。到2.3億年前火山噴發(fā)完全結(jié)束的時(shí)候,世界又回到了炎熱、干燥的氣候,直到盤(pán)古大陸開(kāi)始分裂才結(jié)束。盡管卡尼階的雨期對(duì)于整體地質(zhì)年代來(lái)說(shuō)很短——只有200萬(wàn)年,但它對(duì)生命的影響卻是永久性的。降雨幫助針葉樹(shù)擴(kuò)展和多樣化,形成了我們今天所知道的松樹(shù)。而在三疊紀(jì)開(kāi)始的時(shí)候,地球上可能存在著像鱷魚(yú)一樣的爬行生物,但到雨季結(jié)束的時(shí)候,地球已經(jīng)完全進(jìn)入了恐龍時(shí)代!That Time It Rained for Two Million Years
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