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持續200萬年的降雨!兩億多年前的現象,有可能在現代再次上演?
2024/01/28

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人類漫長的演化中,世界各地都有洪水的各種傳說。如果將時間拉到更久遠的地球演化進程中,洪水乃至暴雨更是司空見慣。

在恐龍主宰世界之前,地球上就曾經歷過一段「雨季」。這段多雨的時期不但改變了地球的面貌,也讓上一代的生物走向了滅亡。

(位于意大利某處的卡尼期時期的巖石)

時至今日,有人相信,類似地球早期的那種環境氣候,又在逐步醞釀中。那麼,那段多雨的時期究竟是怎樣的一個階段?現代的人類當真也會經歷普遍的多雨時代嗎?

火山活動引發了綿延200萬年的雨季

這段多雨的時期,發生在晚三疊世早期的卡尼期。2023年,日本九州大學的研究人員,發表了一項關于這場大雨的最新研究成果。

科研人員分析了卡尼期時段的一些沉積地層,發現在這個時期內鋨187和鋨188兩種元素,在地幔和地殼中的分布規模有很大的差異。

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尤其是在卡尼期海洋底部區域,鋨的比例甚至接近了地幔的分布水平。科研人員就此猜測, 鋨是隨同火山的噴發而進入海洋中的。

因為地幔是巖漿的主要來源地,鋨在地幔和地殼中的分布差異,說明在卡尼期曾經發生過較大規模的火山噴發,這樣鋨元素才從地幔進入了地表的海洋中。

研究人員進一步推斷, 大規模的火山噴發,產生了煙塵和二氧化碳等過量的氣體,這些氣體彌漫在大氣層中,最終對地球的環境造成了巨大影響,此后地球便進入了多雨階段。

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這個多雨的階段,在地質學上又叫 卡尼期洪積事件。顧名思義,洪積說明當時的降雨很充沛,而且很明顯對全世界的生態造成了實質性影響。

日本的研究還表明,在火山活動進入末期后,海洋甚至出現了無氧化狀態。于是菊石、牙形蟲等大量的海洋生物遭遇了滅頂之災。不過,這種無氧現象是什麼因素直接導致的,科研人員還得做進一步研究。

值得一提的是,日本研究人員調查的沉積地層只在本國內,而根據其他一些地質學家的調查, 遠在南美地區的沉積地層中,同樣也找到了火山活動后留下的巖漿沉積層。

這似乎能表明,卡尼期的火山噴發確實是全球性的。不過問題又隨之出現了,除了火山大規模噴發可能引發氣候變化的證據外,還有什麼證據,能夠證明後來的地球開啟了降雨模式呢?

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圍繞卡尼期洪積事件的幾樣證據

國際上有一個研究組織,專門研究卡尼期洪積事件,一個叫貝爾納迪的古生物學家,也是該組織的成員。他和其他的科研人員,曾經調查過意大利北部一個叫阿迪杰谷的地方。這里的沉積地層中,也有關于卡尼期洪積事件的證據。

根據貝爾納迪等科學家的調查,意大利在卡尼期時段,因為洪水使得到處都是一片泥潭。有些地方的泥漿甚至能達到幾米厚,這些都是通過沉積地層發現的。在貝爾納迪看來,地層中的石頭雖然沉默不語,但是它們能告訴我們那時候發生了什麼。

卡尼期距今兩億多年,貝爾納迪研究意大利的一些地方發現,一些巖石層中都有極端降雨和濕度的痕跡。同樣,這些痕跡也出現在世界上的其他地區。

由于降雨太大,彼時盤古大陸起伏的地表都隱沒到了雨水之中,地表看起來平整無比。

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由此在沉積地層中,像貝爾納迪這樣的科學家, 便發現了土壤因為水浸透而導致的典型特征——潮土。

這類土壤表現出了極高的濕度,通常來說只有在熱帶潮濕的氣候下才會有這樣的表現。而分析卡尼期的沉積地層,世界多地都出現了類似的地質層。這就表明,卡尼期的降雨是全球性的。

除了土壤濕度這項證據外, 卡尼期大量形成的琥珀,是另外一項關鍵的證據。

琥珀是樹木分泌出來的樹脂形成的聚合物,各個時期都會出現,但如果集中而大規模出現就不正常了。科學家研究卡尼期的沉積地層發現, 從中歐的匈牙利,再到美國南部亞利桑那州的沙漠地下,居然都有琥珀的分布。

萊拉·塞夫拉是哥廷根大學的植物學家,他研究琥珀化石發現,大規模集中出現的情況,在地球的歷史上還是首次。

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那為什麼會如此呢?

因為極端的氣候下, 樹木會遭受巨大的壓力,而這種壓力會促使樹木產生一種保護機制,由此便分泌樹脂形成琥珀。

除了分泌形成的琥珀之外,彼時的植物還表現出了潮濕氣候的特征。大量的植被為了適應更潮濕的氣候,從而表現的更具有吸濕性。

和琥珀的證據一樣,如果只是某個地區的植物表現出了這種特性還不算什麼。科學家分析各地的情況,表明這種情況也具有普遍性。從而又能說明,植被為適應新氣候特征而出現的改變,不但是大規模的,而且也是一種長期現象。

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(喙頭龍化石)

這也意味著,彼時的地球氣候相對于前一階段,確實出現了不可逆轉的改變。

最后一項證據,便是地球上硅質的分布 ,在卡尼期出現了向低洼處聚集的特征。科學家研究發現,因為地表徑流以及風力的增強,大量的硅質碎屑都進入盆地等低洼處并最終沉積下來。

說明卡尼期大雨的沖刷,以及降雨帶來的洪水,對地表以及各種物質都產生了深遠的影響。

綜上所述, 土壤的極端潮濕特性、琥珀的密集出現、植被適宜潮濕氣候的改變、硅質被洪水沖刷到盆地,這四項證據,便是地質學界認為卡尼期出現了多雨模式的顯著特征。

多雨模式產生了怎樣的后果

最顯而易見的結果,便是原本屬于卡尼期的生物, 因為不能適應氣候的劇烈變動而走向了滅絕。

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在海洋中,章魚類、海龍目動物、海百合、珊瑚礁等動物大量死亡。陸地上,行動遲緩的二齒獸、喙頭龍等動物也都迎來了自己的末日。

大量生物的死亡和滅絕,和地球上歷次的滅絕事件并沒有太大的差異,只是每次產生的原因都不相同。有生就有死,不能適應氣候的生物滅絕了,但是另一種動物卻迎來了自己的蓬勃發展時期,這種動物便是恐龍。

(二齒獸化石)

貝爾納迪的研究發現,卡尼期之前,古代歐洲大陸是沒有恐龍的,但是從後來的沉積地層中,卻越來越多的出現了恐龍的化石腳印。

盤古大陸是一個超級大陸,在卡尼期洪積事件之前,因為濕潤的水汽無法進入到內陸,所以大陸的腹地是干燥少雨的。

恐龍恰恰不能適應這種氣候,所以它只局限于盤古大陸南部一塊狹小的區域。

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此后有了降雨和潮濕氣候的幫助,它們的腳步開始逐步在盤古大陸擴散,并且很快演化出了不同的品種。

等到卡尼期洪積事件即將進入末尾,地球上原來的生物基本滅絕,就此恐龍逐漸成為這個星球上新的統治者。

根據科學家的研究,卡尼期的降雨在停歇100萬年后,地球漸漸恢復了平靜,但地表的一切乃至整個生物系統,都發生了翻天覆地的變化。

引發這種劇烈變動的因素是溫度的改變,而溫度的改變又是因為可能的火山噴發所導致的。如此一來有人不禁會擔心,現在全球變暖逐漸成為共識,如果持續發展下去,會出現像卡尼期洪積事件這樣的氣候逆轉嗎?

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人類也將迎來「多雨模式」?

貝爾納迪等眾多科研人員發現, 卡尼期地球的升溫幅度至少在4到7攝氏度之間,這樣的溫度變化其實并不大。

按照科學家的推測,現在人類因為大規模排放二氧化碳,最終引起的升溫幅度,也會跟卡尼期的升溫幅度類似。而這樣的結果,或許并不會給我們人類帶來什麼。

因為卡尼期的氣候變化,溫度的上升只是其中之一,劇烈的火山噴發,導致的二氧化碳濃度升高,是在一個較短的時期內發生的。

而人類現在的二氧化碳排放,則是一個持續性的上升過程。快與慢之間的變化,本身對于氣候的改變就會出現差異。

除了火山噴發之外,科學家還推測, 卡尼期地球上曾出現過一次規模較大的造山運動,新山脈的出現,對地球區域氣候造成了擾動,進而導致地球開啟了降雨模式。

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也就是說,目前對于卡尼期洪積事件的成因,火山噴發引起的氣溫改變只是其中之一,或許還存在別的因素,也改變了當時地球的氣候進程。

回到現在,人類大規模活動確實引起了二氧化碳的急劇增加,進而導致溫室效應增強,可這并不能直接跟多雨模式劃上等號。

最直接的例子就是,在恐龍生存的末期,引發恐龍大規模滅絕的猜測中,有一項因素也是火山的大規模噴發。然而恐龍末期的火山大規模噴發,卻并沒有引發新一輪的降雨模式。

這就說明,導致卡尼期洪積事件的背后,應該還有別的因素,只不過目前的研究還沒有發現究竟是什麼。

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如此一來,現在全球氣候的逐步走高,未來會產生哪些影響,科學家同樣也給不出確切的答案。畢竟,在全球氣候變暖的觀點之外,還有全球氣候變冷的觀點也深入人心。

結語

從卡尼期洪積事件來看 ,歷代地球的生物滅絕時期,氣候變化是具有連鎖效應的。地球的生態是一個整體,生物的存在必定是適應某個階段的氣候。

一旦不能適應氣候的變化,那滅絕就會不可避免的上演。與此同時,大規模的滅絕事件,也并非像人們想象中突然死亡,而是有一個持續性的過程。

就好比現在地球上某種動物滅絕,也不是突然全部死亡,而是會經歷一個持續性的過程。人類同樣也處在這個過程中,只是我們還不知道,接下來引發生態劇烈變化的因素究竟會是什麼。

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而卡尼期洪積事件,只不過是從相似的角度,給我們提供了某種參照。


參考資料:

《連下一百多萬年的大暴雨如何為恐龍崛起鋪平道路》 界面新聞 2018年11月7日
《研究稱火山活動引發史前約200萬年雨季》 新華網 2023年10月13日

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