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地球简史:那一场肆虐了200万年的大雨

2020-03-16  散步收藏

    让我们来想象这样一个不同寻常的世界

    海洋如同一个热水浴缸,巨大的火山喷发使空气中充满了二氧化碳。

    紧密连接在一起的盘古大陆表面又热又平,而且非常非常干燥。

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    地球简史:那一场肆虐了200万年的大雨

    早期的爬行动物和哺乳动物祖先在这片闷热的土地上繁衍生息,统治着这片仍在努力从二叠纪大灭绝中恢复的土地。

    这便是2.5亿年前——三叠纪初期的地球

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    然而不久之后,一场持续了200万年的雨,彻底改变了这个世界!

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    第1章

    三叠纪初期,我们可以从脚下土地上存留的证据看出,当时的地球是多么的炎热和干燥

    那个时期的岩石主要是大片的红色砂岩和来自干燥林地的土壤沉积物,在二叠纪的大部分时间里,地球上没有煤沼泽的迹象。

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    世界如此干燥的一个主要原因是盘古大陆的形状。由于所有的大陆都紧紧地连在一起,雨云无法越过海岸线,也没有大的山脉来分割这片低矮干旱的土地。

    而在这个干燥世界之后的时间里,恐龙开始出现。但当时它们仍在与早期爬行动物和哺乳动物祖先争夺自己的位置。

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    当时占主导地位的食肉动物是早期的镶嵌踝类动物,例如伪鳄类动物和植龙目动物等。

    虽然没有真正意义上的哺乳动物出现,但有二齿兽的存在(似哺乳爬行动物)——当时最接近它们的动物。

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    所有这些令人着迷的生物在三叠纪的大部分时间里都分布广泛,其中有一种叫做“水龙兽”的二齿兽动物在世界各地非常普遍,它们的化石实际上被用来帮助构建板块构造的概念

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    水龙兽化石

    这些动物显然已经适应了干旱气候的生活。然而,一场巨大的变动正在等待着它们......

    第2章

    我们对气候历史的了解大多来自植物化石岩石类型

    20世纪90年代初,两位英国地质学家发现了与他们所知的三叠纪干旱气候不符的岩石。他们没有找到红色的缓慢沉积的沙子,而是发现了厚厚的河石层、巨大湖泊的沉积物和煤沼泽的证据。

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    所有这些都是大范围降雨的迹象。这些突然变湿的气候的痕迹分布在世界各地,从英国到美洲再到以色列。这意味着全球范围内的降雨量都在增加

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    起初,其他地质学家持怀疑态度。难道这些岩石不能用当地的洪水来解释吗?

    但在接下来的二十年里,关于越来越多奇怪岩石的报道层出不穷,它们不断指向一个越来越潮湿的世界。包括奥地利的煤炭沉积,意大利古老湖泊的遗迹,犹他州湿润的土壤,以及中国巨大的河流。

    它们都可以追溯到同一时间段——2.32亿到2.34亿年前

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    随着时间的推移,这种现象被称为卡尼期洪积事件(Carnian Pluvial Episode),或CPE

    这一切都发生在三叠纪时期,卡尼阶是这个地质时代的名称。“pluvial”的意思是雨季,雨下了很多很多。

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    例如,一项估计显示,当时美国犹他州所在地的年平均降雨量和现今相比,几乎翻了两番,赶上了如今位于太平洋西北部的温带雨林所拥有的降雨量。

    而这样的情况在当时的世界各地持续发生。也就是说,这不仅仅是一次大洪水,而更像是每年都在洪水泛滥,且持续了200万年。

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    在这么多的雨水下,情况肯定会发生变化。其中最大的变化之一就是——恐龙的大量出现

    在可追溯到卡尼期洪积事件初期的岩石中,恐龙约占陆地脊椎动物化石的5%,但到了事件后期,它们占了这些化石的90%以上。

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    那么,是什么让恐龙突然变得如此成功呢?

    关键可能不是雨水本身,而是雨水带来了什么:巨型植物的大量繁殖!

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    在这期间,我们开始看到大量的大型针叶树和大型的产煤植物,比如原始形态的本内苏铁目植物

    对于食草动物来说,食物供应的这种变化可能会改变生存规则。

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    例如,喙头龙类动物数量很多,但它们很矮,不能用后腿站立来够到更高的树叶。这在干燥的环境中是适合的,因为那里的植物通常会贴近地面。

    但是在潮湿的森林里,喙头龙只能吃更小的植物,或者是叶子和水果等掉到地上的东西。

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    喙头龙类动物

    同时,二齿兽也是食草动物,但它们没有牙齿。而且,他们也没有使用胃石,即一些动物(比如鸟类)吞下的岩石来帮助消化植物物质。因此,二齿兽就很难吃下任何纤维性食物,比如树木。

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    可以肯定的是,从这个时期开始的二齿兽动物粪便化石已经被发现,其中包含了大部分被消化的软蕨类植物的残骸,只有极少量的树木。

    相比之下,一些既长牙齿又有胃石的食草恐龙给我们留下了木质含量高达85%的粪便化石!

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    恐龙粪化石

    随着气候变得更加湿润,柔软的小蕨类植物很快就被高大的木本针叶树取代,而这些树木是二齿兽和喙头龙类动物不吃的。

    如果没有二齿兽和喙头龙类动物,那么食肉动物——镶嵌踝类——也会失去大量的食物来源。

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    也许是受到这些因素影响,在卡尼阶的雨季时期里,恐龙的数量增加了很多。而二齿兽、喙头龙和许多早期的镶嵌踝类动物很快就灭绝了。

    那么,一个关键的问题产生了:到底是什么让雨下了200万年呢?

    第3章

    就在下雨之前,大约2.35亿年前,美国阿拉斯加和加拿大不列颠哥伦比亚省发生了一次大规模的火山爆发,如今被称为“Wrangellian eruptions”。

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    这些火山喷发持续了500多万年,喷发出一层6千米厚的熔岩,释放出的二氧化碳足以使全球气温升高3到10摄氏度。

    而很长一段时间内,温度升高导致气候更加湿润,因为这会加速水循环,促使更多的地表水蒸发到大气中。

    事实上,由于大气湿度的增加,CPE有时也被称为卡尼阶湿润期

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    不管怎么说,经过了大约一百万年的火山活动,大气变得如此温暖和湿润,以至于雨水最终可以到达盘古大陆广阔的内部。

    但是,它是怎么结束的呢?

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    当碳水平在很长一段时间内都非常高时,我们的星球可以很好的把一些额外的碳带回它应该回到的地方。

    植物吸收并储存在它们的组织中;风化和侵蚀岩石吸收它;海洋将其吸收形成像石灰岩一样的碳酸盐岩。

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    因此,随着Wrangellian喷发减缓,碳循环最终得以稳定下来,多余的二氧化碳被从大气中重新吸收,CPE也逐渐结束

    到2.3亿年前火山喷发完全结束的时候,世界又回到了炎热、干燥的气候,直到盘古大陆开始分裂才结束。

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    尽管卡尼阶的雨期对于整体地质年代来说很短——只有200万年,但它对生命的影响却是永久性的。

    降雨帮助针叶树扩展和多样化,形成了我们今天所知道的松树。

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    而在三叠纪开始的时候,地球上可能存在着像鳄鱼一样的爬行生物,但到雨季结束的时候,地球已经完全进入了恐龙时代

    来源: 桔灯勘探

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