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(fā)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。
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(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,一場持續(xù)了200萬年的雨,徹底改變了這個世界!
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(jì)的大部分時間里,地球上沒有煤沼澤的跡象。
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(xiàn)。但當(dāng)時它們?nèi)栽谂c早期爬行動物和哺乳動物祖先爭奪自己的位置。當(dāng)時占主導(dǎo)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(xiàn),但有二齒獸的存在(似哺乳爬行動物)——當(dāng)時最接近它們的動物。所有這些令人著迷的生物在三疊紀(jì)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(shí)際上被用來幫助構(gòu)建板塊構(gòu)造的概念。這些動物顯然已經(jīng)適應(yīng)了干旱氣候的生活。然而,一場巨大的變動正在等待著它們......我們對氣候歷史的了解大多來自植物化石和巖石類型。
20世紀(jì)90年代初,兩位英國地質(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)氐暮樗畞斫忉寙?但在接下來的二十年里,關(guān)于越來越多奇怪巖石的報(bào)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。隨著時間的推移,這種現(xiàn)象被稱為卡尼期洪積事件(Carnian Pluvial Episode),或CPE。
這一切都發(fā)生在三疊紀(jì)時期,卡尼階是這個地質(zhì)時代的名稱?!皃luvial”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)時美國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)時的世界各地持續(xù)發(fā)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(xù)了200萬年。在這么多的雨水下,情況肯定會發(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,而是雨水帶來了什么:巨型植物的大量繁殖!在這期間,我們開始看到大量的大型針葉樹和大型的產(chǎn)煤植物,比如原始形態(tài)的本內(nèi)蘇鐵目植物。對于食草動物來說,食物供應(yīng)的這種變化可能會改變生存規(guī)則。例如,喙頭龍類動物數(shù)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(huán)境中是適合的,因?yàn)槟抢锏闹参锿ǔN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,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(zhì)。因此,二齒獸就很難吃下任何纖維性食物,比如樹木。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(jīng)被發(fā)現(xiàn),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(zhì)含量高達(dá)85%的糞便化石!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。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(shù)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(guān)鍵的問題產(chǎn)生了:到底是什么讓雨下了200萬年呢?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(fā)生了一次大規(guī)模的火山爆發(fā),如今被稱為“Wrangellian eruptions”。這些火山噴發(fā)持續(xù)了500多萬年,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。而很長一段時間內(nèi),溫度升高導(dǎo)致氣候更加濕潤,因?yàn)檫@會加速水循環(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有時也被稱為卡尼階濕潤期。不管怎么說,經(jīng)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(dá)盤古大陸廣闊的內(nèi)部。當(dāng)碳水平在很長一段時間內(nèi)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(yīng)該回到的地方。植物吸收并儲存在它們的組織中;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,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(jié)束。盡管卡尼階的雨期對于整體地質(zhì)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(kuò)展和多樣化,形成了我們今天所知道的松樹。而在三疊紀(jì)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(jié)束的時候,地球已經(jīng)完全進(jìn)入了恐龍時代!That Time It Rained for Two Million Years
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