南極洲並非一直都是冰雪覆蓋的土地。數百萬年前,當這片大陸仍然是岡瓦納古陸(一個巨大的南半球大陸)的一部分時,樹木在南極附近繁茂生長。
現在,新發現的、精細的這些樹木化石揭示了植物是如何繁榮生長的——以及當今變暖的世界中,森林向北推進時可能呈現的樣子。
威斯康星大學密爾沃基分校的古生態學家埃裡克·古布蘭森說:“南極洲儲存了大約4億年的極地生物群落的生態歷史,這基本上涵蓋了植物進化的全部過程。”[檢視在北極地區出土的化石森林的影像]
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南極洲的樹木?
今天,很難看著南極洲寒冷的景觀,並想象曾經有茂密的森林。為了找到他們的化石樣本,古布蘭森和他的同事們必須從降落在雪原上的飛機上下來,然後穿越冰川,並勇敢地面對刺骨的寒風。但從大約4億年前到1400萬年前,這片南部大陸是一個非常不同,並且更加綠色的地方。氣候更加溫暖,儘管在南部低緯度地區生存下來的植物必須應對每天24小時黑暗的冬季和太陽永不落山的夏季,就像今天一樣。
古布蘭森和他的團隊專注於大約2.52億年前的時代,即二疊紀-三疊紀大滅絕時期。在這次事件中,地球上多達95%的物種滅絕。科學家們發現,這次滅絕可能是由火山噴發產生的大量溫室氣體排放驅動的,這些氣體將地球溫度升高到極端水平,並導致海洋酸化。古布蘭森說,這與當今的氣候變化有明顯的相似之處,儘管當今的氣候變化沒有那麼極端,但同樣是由溫室氣體驅動的。
古布蘭森告訴《Live Science》,在二疊紀末期大滅絕之前,南部極地森林主要由一種樹木——Glossopteris屬植物組成。這些都是龐然大物,生長高度為65到131英尺(20到40米),葉子寬闊扁平,比人的前臂還長。在二疊紀滅絕之前,Glossopteris主宰了南緯35度以南到南極的景觀。(南緯35度是一條緯度圈,穿過兩個陸地:南美洲南端和澳大利亞南端。)
之前和之後
去年,古布蘭森和他的團隊在南極洲進行化石 खोज 時,發現了南部極地地區有記錄以來最古老的極地森林。研究人員說,他們尚未精確測定該森林的年代,但它可能在約2.8億年前繁榮生長,然後迅速被火山灰掩埋,從而將其儲存到細胞水平。
在感恩節那天,古布蘭森將返回南極洲,在兩個地點進行更多挖掘工作。這些地點包含來自二疊紀滅絕前後時期的化石。古布蘭森說,滅絕之後,森林並沒有消失,但它們發生了變化。Glossopteris消失了,但新的常綠和落葉樹種的混合物,包括今天銀杏的近親,遷徙而來。
古布蘭森說:“我們正在研究的是究竟是什麼原因導致了這些轉變的發生,而這正是我們不太清楚的地方。”
植物在岩石中儲存得非常好,以至於仍然可以提取構成樹木蛋白質的一些氨基酸構建塊,專門研究地球化學技術的古布蘭森說。研究這些化學構建塊可能有助於闡明樹木如何應對南部緯度地區奇怪的陽光條件,以及允許這些植物茁壯成長但導致Glossopteris死亡的因素,他說。
本季,野外團隊將可以使用直升機,直升機可以降落在橫貫南極山脈中發現化石森林的崎嶇露頭附近。該團隊(成員來自美國、德國、阿根廷、義大利和法國)將在營地裡待上幾個月,在變化無常的南極天氣允許的情況下,搭乘直升機前往露頭。古布蘭森說,24小時的陽光允許工作時間很長,甚至可以進行將登山與野外工作相結合的午夜探險。
他說:“作為一名地質學家,這絕對是一種享受。”
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