恐龍在侏羅紀時期統治地球。但首先，它們必須度過世界末日。
大多數地質學家懷疑，大規模火山噴發是導致前一個三疊紀末期生物大滅絕事件的罪魁禍首。這場災難噴發出大量氣體，地質學家懷疑這些氣體改變了全球氣候，導致地球上近 80% 的生物滅絕——儘管恐龍以某種方式倖存下來並在後來繁榮發展。科學家們知道，大多數滅絕事件發生在海洋生物中，但滅絕事件究竟如何影響陸地生物一直是一個長期存在的地質難題。最近，這個難題包括恐龍倖存下來的惡劣條件是全球熱浪還是寒潮的問題。現在，在化石恐龍足跡旁邊發現的冰冷湖泊的新證據，證實了後一種觀點，並表明，使恐龍得以生存的原因可能是它們能夠勇敢地面對惡性火山冬天的寒冷。
沒有直接的方法來測量恐龍在 2 億多年前所面臨的天氣，當時足以填滿 500 次大峽谷的熔岩傾瀉在盤古超大陸的中心。與此同時，火山噴發還噴出大量的二氧化碳和硫磺，播下了氣候混亂的種子。所有的二氧化碳都透過使海洋變得過於酸性來幫助殺死海洋生物，海洋生物遺留下來的貝殼和骨骼中的化學變化證明了這一點。地質學家長期以來一直認為，溫室氣體也提高了全球氣溫，這可能會給陸地生物帶來壓力。然而，地質記錄中陸地上的死亡原因不如海洋中的死亡原因那麼清楚，而且可能還存在其他重要的氣候過程在起作用。
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火山噴發產生的硫磺可以在大氣中形成微小的反射液滴，將陽光反射回太空，冷卻地球，並可能導致短暫的“火山冬天”。人類在最近發生的事件中親身觀察到了這種效應，例如 1991 年菲律賓皮納圖博火山爆發後全球出現的較涼爽天氣。但在更災難性的極端情況下，計算機模擬表明，三疊紀末期火山引起的冬天可能會使氣溫驟降高達 10 攝氏度——甚至可能超過二氧化碳的升溫效應。
為了確定陸地上是變暖還是變冷的影響佔上風，地質學家依靠氣候敏感過程，這些過程可以在岩石中留下線索。方法包括尋找現代不耐寒植物祖先的化石遺骸，這些植物會隨著氣候條件的變化而向赤道移動或遠離赤道。但我們對古代植物的瞭解有限。地質學家在盤古大陸的大部分地區，甚至在兩極附近都發現了茂盛的蕨類森林的遺骸，但關於這是否指向溫暖或涼爽的氣候仍然存在爭議。幸運的是，也有一些更直接的低溫指紋。
如果冰沿著湖泊邊緣形成，岸邊的岩石和泥土可能會凍結在其中。當冰破裂並漂浮到更深的水域時，它會融化並落下任何可能搭便車的沙子或卵石。因此，當地質學家在古代湖泊泥漿中發現岸邊沙子或礫石時，這可能指向冰的作用。
在週五發表在《科學進展》雜誌上的一項新研究中，研究人員在中國西北部（現在是新疆準噶爾盆地）的古代湖底岩石中發現了這種明顯的模式，該地區過去位於北極圈以北，是盤古大陸的一部分。
冰的證據出現在儲存有大量恐龍足跡的相同岩層中，這表明北極恐龍即使在寒冷的冬季條件下也在古代湖泊的岸邊漫遊。“人們長期以來一直在尋找極地恐龍。不同之處在於他們沒有[極地地區]結冰的證據，”該研究的合著者、哥倫比亞大學地質學家兼古生物學家保羅·奧爾森說。“我們發現恐龍足跡與這些季節性結冰的湖泊沉積物有關。”
基於三疊紀晚期和後來的恐龍、翼龍以及現代鳥類（帶有羽毛）之間的進化聯絡，奧爾森和他的團隊認為，在這段寒冷時期倖存下來的恐龍也具有隔熱的羽毛和細絲。（後者是古代類似羽毛的結構，類似於一根長頭髮。）這種情況意味著恐龍羽毛的進化早於在明確的化石記錄中看到的。但這符合一個理論，即恐龍羽毛的早期單一起源，這得到了其他古生物學家的支援。
對於奧爾森來說，恐龍利用三疊紀末期的寒潮來佔據主導地位也有助於化石記錄中的其他模式各就各位。長期滅絕的鱷魚親戚，稱為偽鱷類，在三疊紀晚期的炎熱熱帶地區佔據主導地位，並且在它們的進化樹中沒有羽毛的證據。古生物學家認為，與現代爬行動物一樣，偽鱷類動物適應了節約用水——因此如果火山二氧化碳引起熱浪，它們很可能在炎熱乾燥的條件下倖存下來。但是，這些爬行動物的骨骼和足跡幾乎都從三疊紀末期之後的化石記錄中消失了，這讓奧爾森認為它們無法在火山冬天中保持溫暖。“這真的非常簡單，”奧爾森說。“陸地上所有沒有隔熱的東西都滅絕了。”
“這是一個非常令人興奮的假設，即這種降溫實際上導致了陸地上的滅絕，但我認為那裡還有很多東西需要弄清楚，”猶他大學的古生物學家蘭迪·厄米斯說，他沒有參與這項研究，但過去曾與奧爾森合作。“最困難的問題是理清所有這些氣候影響，並試圖闡明潛在的殺戮機制與某些生物群體之間的聯絡。”
在盤古大陸以前的兩極附近發現更多的恐龍，以及在準噶爾盆地以外發現更多低溫的明顯跡象，是弄清楚究竟是什麼條件殺死了偽鱷類動物——以及是什麼使恐龍能夠在三疊紀末期倖存下來的關鍵。“如果能在其他極地地理區域看到這種證據，那就太好了，”澳大利亞科廷大學的有機地球化學家克利蒂·格賴斯說，她沒有參與這項新研究，但曾與奧爾森合作研究三疊紀末期滅絕的其他方面。“你只有一個地點；這可能是天氣或季節性、地點性的事情。你需要知道它更普遍。”但其影響超越了僅僅理解這次滅絕事件。“即使你一點也不關心恐龍，瞭解與突發氣候變化相關的六次生物大滅絕[包括當前正在發生的生物大滅絕]對於理解我們未來的走向至關重要，”厄米斯說。“我們只能透過觀察地質記錄來做到這一點。”