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地球簡史:那一場肆虐了200萬年的大雨

2020-03-16  散步收藏

    讓我們來想象這樣一個不同尋常的世界

    海洋如同一個熱水浴缸,巨大的火山噴發使空氣中充滿了二氧化碳。

    緊密連接在一起的盤古大陸表面又熱又平,而且非常非常干燥。

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    地球簡史:那一場肆虐了200萬年的大雨

    早期的爬行動物和哺乳動物祖先在這片悶熱的土地上繁衍生息,統治著這片仍在努力從二疊紀大滅絕中恢復的土地。

    這便是2.5億年前——三疊紀初期的地球

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    然而不久之后,一場持續了200萬年的雨,徹底改變了這個世界!

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    第1章

    三疊紀初期,我們可以從腳下土地上存留的證據看出,當時的地球是多么的炎熱和干燥

    那個時期的巖石主要是大片的紅色砂巖和來自干燥林地的土壤沉積物,在二疊紀的大部分時間里,地球上沒有煤沼澤的跡象。

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    世界如此干燥的一個主要原因是盤古大陸的形狀。由于所有的大陸都緊緊地連在一起,雨云無法越過海岸線,也沒有大的山脈來分割這片低矮干旱的土地。

    而在這個干燥世界之后的時間里,恐龍開始出現。但當時它們仍在與早期爬行動物和哺乳動物祖先爭奪自己的位置。

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    當時占主導地位的食肉動物是早期的鑲嵌踝類動物,例如偽鱷類動物和植龍目動物等。

    雖然沒有真正意義上的哺乳動物出現,但有二齒獸的存在(似哺乳爬行動物)——當時最接近它們的動物。

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    所有這些令人著迷的生物在三疊紀的大部分時間里都分布廣泛,其中有一種叫做“水龍獸”的二齒獸動物在世界各地非常普遍,它們的化石實際上被用來幫助構建板塊構造的概念

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    水龍獸化石

    這些動物顯然已經適應了干旱氣候的生活。然而,一場巨大的變動正在等待著它們......

    第2章

    我們對氣候歷史的了解大多來自植物化石巖石類型

    20世紀90年代初,兩位英國地質學家發現了與他們所知的三疊紀干旱氣候不符的巖石。他們沒有找到紅色的緩慢沉積的沙子,而是發現了厚厚的河石層、巨大湖泊的沉積物和煤沼澤的證據。

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    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,從英國到美洲再到以色列。這意味著全球范圍內的降雨量都在增加

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    起初,其他地質學家持懷疑態度。難道這些巖石不能用當地的洪水來解釋嗎?

    但在接下來的二十年里,關于越來越多奇怪巖石的報道層出不窮,它們不斷指向一個越來越潮濕的世界。包括奧地利的煤炭沉積,意大利古老湖泊的遺跡,猶他州濕潤的土壤,以及中國巨大的河流。

    它們都可以追溯到同一時間段——2.32億到2.34億年前

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    隨著時間的推移,這種現象被稱為卡尼期洪積事件(Carnian Pluvial Episode),或CPE

    這一切都發生在三疊紀時期,卡尼階是這個地質時代的名稱。“pluvial”的意思是雨季,雨下了很多很多。

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    例如,一項估計顯示,當時美國猶他州所在地的年平均降雨量和現今相比,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。

    而這樣的情況在當時的世界各地持續發生。也就是說,這不僅僅是一次大洪水,而更像是每年都在洪水泛濫,且持續了200萬年。

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    在這么多的雨水下,情況肯定會發生變化。其中最大的變化之一就是——恐龍的大量出現

    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物化石的5%,但到了事件后期,它們占了這些化石的90%以上。

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    那么,是什么讓恐龍突然變得如此成功呢?

    關鍵可能不是雨水本身,而是雨水帶來了什么:巨型植物的大量繁殖!

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    在這期間,我們開始看到大量的大型針葉樹和大型的產煤植物,比如原始形態的本內蘇鐵目植物

    對于食草動物來說,食物供應的這種變化可能會改變生存規則。

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    例如,喙頭龍類動物數量很多,但它們很矮,不能用后腿站立來夠到更高的樹葉。這在干燥的環境中是適合的,因為那里的植物通常會貼近地面。

    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。

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    喙頭龍類動物

    同時,二齒獸也是食草動物,但它們沒有牙齒。而且,他們也沒有使用胃石,即一些動物(比如鳥類)吞下的巖石來幫助消化植物物質。因此,二齒獸就很難吃下任何纖維性食物,比如樹木。

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    可以肯定的是,從這個時期開始的二齒獸動物糞便化石已經被發現,其中包含了大部分被消化的軟蕨類植物的殘骸,只有極少量的樹木。

    相比之下,一些既長牙齒又有胃石的食草恐龍給我們留下了木質含量高達85%的糞便化石!

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    恐龍糞化石

    隨著氣候變得更加濕潤,柔軟的小蕨類植物很快就被高大的木本針葉樹取代,而這些樹木是二齒獸和喙頭龍類動物不吃的。

    如果沒有二齒獸和喙頭龍類動物,那么食肉動物——鑲嵌踝類——也會失去大量的食物來源。

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    也許是受到這些因素影響,在卡尼階的雨季時期里,恐龍的數量增加了很多。而二齒獸、喙頭龍和許多早期的鑲嵌踝類動物很快就滅絕了。

    那么,一個關鍵的問題產生了:到底是什么讓雨下了200萬年呢?

    第3章

    就在下雨之前,大約2.35億年前,美國阿拉斯加和加拿大不列顛哥倫比亞省發生了一次大規模的火山爆發,如今被稱為“Wrangellian eruptions”。

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    這些火山噴發持續了500多萬年,噴發出一層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。

    而很長一段時間內,溫度升高導致氣候更加濕潤,因為這會加速水循環,促使更多的地表水蒸發到大氣中。

    事實上,由于大氣濕度的增加,CPE有時也被稱為卡尼階濕潤期

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    不管怎么說,經過了大約一百萬年的火山活動,大氣變得如此溫暖和濕潤,以至于雨水最終可以到達盤古大陸廣闊的內部。

    但是,它是怎么結束的呢?

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    當碳水平在很長一段時間內都非常高時,我們的星球可以很好的把一些額外的碳帶回它應該回到的地方。

    植物吸收并儲存在它們的組織中;風化和侵蝕巖石吸收它;海洋將其吸收形成像石灰巖一樣的碳酸鹽巖。

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    因此,隨著Wrangellian噴發減緩,碳循環最終得以穩定下來,多余的二氧化碳被從大氣中重新吸收,CPE也逐漸結束

    到2.3億年前火山噴發完全結束的時候,世界又回到了炎熱、干燥的氣候,直到盤古大陸開始分裂才結束。

    地球簡史:那一場肆虐了200萬年的大雨

    盡管卡尼階的雨期對于整體地質年代來說很短——只有200萬年,但它對生命的影響卻是永久性的。

    降雨幫助針葉樹擴展和多樣化,形成了我們今天所知道的松樹。

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    而在三疊紀開始的時候,地球上可能存在著像鱷魚一樣的爬行生物,但到雨季結束的時候,地球已經完全進入了恐龍時代

    來源: 桔燈勘探

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