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极端气候变化曾阻碍恐龙崛起

       2.12亿年前,爬行动物统治今天的美国西南部,而恐龙在当时则很罕见。

       恐龙曾统治这个世界,但它们的头3000万年却被浪费在了地球的边缘。大型恐龙在两极附近繁衍生息,但只有一些体形不超过鸵鸟的小型恐龙设法在更加炎热的低纬度地区站稳了脚根。

       一项最新研究表明,当时的低纬度地区在潮湿和干燥之间剧烈摇摆,正是这种动荡的气候在数千万年的时间里让大型恐龙望而却步。

       化石资料显示,恐龙大约2.3亿年前出现在地球上,它们在1500万年内进化出各种体形,并占据地球大部分陆地。但在恐龙时代的头3000万年里,热带地区只有寥寥数种体形很小的肉食性恐龙存在,那时候大型草食性恐龙在热带地区很罕见,这种现象在古生物学上成为一个谜。

       这一发现基于对沉积岩的一次细致的气候历史重构,该沉积岩位于墨西哥被称为“幽灵牧场”的一片地区,距今约2.15亿年至2.05亿年,处于三叠纪晚期。当时,该区域刚好坐落于赤道以北,大约相当于今天哥斯达黎加的位置。这里曾被古代爬行动物(一些与鳄鱼有关)统治,并生存着少量的小型恐龙。

       主持这项研究的英国南安普顿大学有机地球化学家Jessica Whiteside通过分析岩层化石土结节中的碳同位素,追踪了古代植物的生长情况。她发现了重复上升和下降的“重”碳13,这是存在较多生态破坏的一个迹象。这些峰值对应着被岩层捕获的花粉化石的突然变化,表明当时该地区的植物种类在适应潮湿环境与偏爱干旱环境之间周期性转换。

       Whiteside表示,有趣的是,这种干与湿的跷跷板现象的发生伴随着大气二氧化碳水平的飙升——从1200ppm(百万分之一)到2400ppm,远远超过当前约400ppm的二氧化碳水平——是现在的3到6倍。她强调,现今的气候模型预测,大气中的二氧化碳水平升高将增强水循环,而新的研究表明,这一切曾在过去发生过。

       代表着古代干旱期的岩层同时还携带着石化的木炭块,这是曾经横扫古代针叶树林地的野火的遗迹。

       美国缅因州沃特维尔科尔比学院有机岩石学家Ian Glasspool测量了这些木炭从而估计森林大火产生的温度。研究表明,这些野火曾经达到680摄氏度,足以熔化一个易拉罐。

       “这可真是烈火。”Glasspool说,“那里可能有大量燃料。”他推测,大量黄褐色的植被能够提供产生这些热量所需的额外燃料。

       这样严酷的环境导致当时的热带地区难有茂盛的植被存在。“我们的数据显示,这不是一个好玩的地方。”参与研究的盐湖城犹他自然历史博物馆古生物学家Randall Irmis在一份声明中说,“那个时候,极端天气事件不可预测地来回交替,大型、温血草食性恐龙无法在比较接近赤道的地区生存,因为没有足够的食物。”这些大家伙从孵化开始便需要持续稳定的食物供给,以便在10到20年的时间里长成重达4吨的巨兽。

       研究人员认为,2亿年前的热带地区最多只有小型的双足恐龙如腔骨龙可以生存。这项研究也被认为有助于认识由人类大量排放二氧化碳导致的气候变化。Irmis说,在恐龙时代的早期,大气中的二氧化碳浓度是现在的3到6倍,这说明如果我们现在的气候变化继续下去,热带地区可能出现类似的生态环境。


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