恐龍如何度過『火山冬天』

文張唯誠

形成于大約3 億年前的泛大陸，是構(gòu)造板塊將地球大部分陸地聚集在一起的結(jié)果

大約在2.02 億年前，地球上發(fā)生了一次大規(guī)模的火山噴發(fā)事件，火山噴出的氣體和塵埃在很長一段時間里遮擋住了太陽，由此引發(fā)了漫長的寒冬。那次事件導(dǎo)致了三疊紀(jì)生物大滅絕，地球上四分之三的物種滅絕了，其中包括許多大型爬行動物。然而，恐龍卻幸運(yùn)地存活了下來，它們戰(zhàn)勝了寒冷，迎來了溫暖的侏羅紀(jì)和白堊紀(jì)，一直存活到6500 萬年前。那么，恐龍經(jīng)歷了怎樣寒冷的“火山冬天”，又是如何熬過那種嚴(yán)寒的呢？

三疊紀(jì)的火山噴發(fā)

恐龍出現(xiàn)于大約2.3 億年前，那時的地球已告別了古生代，進(jìn)入中生代的三疊紀(jì)，這是中生代的第一個紀(jì)，開始于2.52 億年前，終結(jié)于2.01 億年前。到了三疊紀(jì)的中晚期，原始的恐龍和最原始的哺乳動物已經(jīng)共同生活在地球上，海中也有了魚龍之類的水生爬行動物。那時是恐龍時代的黎明期，恐龍還比較弱小，遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有達(dá)到在動物世界中稱王稱霸的程度。

三疊紀(jì)的地球與現(xiàn)在很不相同，因為它的所有陸地都連在一起，是一塊超級大陸。它形成于約3 億年前，人們稱它為“盤古大陸”或者“泛大陸”。到了三疊紀(jì)晚期，地下軟流圈的巖漿活動異常劇烈，巨大的壓力導(dǎo)致盤古大陸發(fā)生分裂，并引發(fā)大規(guī)模的火山噴發(fā)，它持續(xù)了很長時間。

火山噴出了大量有毒氣體和二氧化碳，它們擴(kuò)散到空氣中導(dǎo)致全球氣溫升高。這一劇烈的氣溫變化摧毀了在火山噴發(fā)中幸存下來的大部分植物，動物的生存更加艱難，很多動物滅絕了。

大量火山灰在火山噴發(fā)停止后仍然滯留在天空中，它們使天空陰沉多年，到達(dá)地球表面的陽光變得稀少，全球氣溫隨之下降。當(dāng)火山噴發(fā)形成的熱量在大氣中消耗殆盡時，地球便轉(zhuǎn)而進(jìn)入寒冬，“火山冬天”降臨了，它導(dǎo)致更多的動植物走向滅絕。

找到“火山冬天”的證據(jù)

恐龍被認(rèn)為適合在溫暖的氣候環(huán)境中生活，大致上說，它們適合三疊紀(jì)潮濕的溫室環(huán)境。但科學(xué)家們的研究表明，恐龍的確也遭遇了寒冷的“火山冬天”，它們顯然還成功地度過了那個時期。

這項研究由中國科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所和美國哥倫比亞大學(xué)的科學(xué)家共同完成?？茖W(xué)家們在研究中發(fā)現(xiàn)恐龍經(jīng)歷過嚴(yán)冬的考驗。他們在我國西北部的準(zhǔn)噶爾盆地找到了冰的證據(jù)，這些證據(jù)是帶有恐龍腳印的巖石?？茖W(xué)家們在2022 年7 月2 日的《科學(xué)進(jìn)展》上公布了他們的發(fā)現(xiàn)。

通常，人們都認(rèn)為恐龍是一直生活在茂密的熱帶叢林中的。在三疊紀(jì)晚期和侏羅紀(jì)早期，地球上二氧化碳的含量非常高，其中大部分可以追溯到火山噴發(fā)。許多科學(xué)家認(rèn)為，由于高含量的二氧化碳，當(dāng)時的地球變得很濕熱，氣候是相對溫暖的。另外，科學(xué)家們也沒有證據(jù)表明當(dāng)時有任何極地冰蓋。相反，在當(dāng)時的地球上，似乎茂密的森林一直延伸到極區(qū)。

準(zhǔn)噶爾盆地位于靠近北極的高緯度地區(qū)，在三疊紀(jì)，那里被認(rèn)為生長著廣袤的森林，眾多針葉樹和落葉樹生長在巨型的古老湖泊邊?？铸堃欢ㄔ?jīng)生活在那里，這是因為人們發(fā)現(xiàn)了它們留下的腳印，很多都保存在湖底形成的砂巖中。

但那里的氣候真的如此適宜于恐龍生存嗎？新研究告訴人們更多關(guān)于那個地區(qū)的信息。這些信息表明，盡管大氣中二氧化碳含量很高，但那里的冬季仍然是嚴(yán)酷而寒冷的，湖水可能會結(jié)冰，至少部分湖水會被凍結(jié)住，證據(jù)就存在于那些有恐龍腳印的巖石中。

羽毛幫助恐龍度過寒冬

科學(xué)家們研究了那些巖石，巖石顆粒的大小表明它們不是當(dāng)?shù)卦己嗟某练e物。也就是說，那種巖石是從別的地方被外力推送到這里的。最有可能的情況是，由于天氣寒冷，湖水將砂礫凍結(jié)在冰里。待到氣候回暖，冰塊漂流，那些砂礫便搭上了冰塊的“順風(fēng)車”，隨著冰塊漂流到另一個地方。隨著浮冰融化，它們沉積到了新的區(qū)域。這些新來的沉積物和原來的湖底沉積物是不同的，它們成了當(dāng)時有結(jié)冰現(xiàn)象的證據(jù)。

在三疊紀(jì)，火山噴發(fā)留下了大片的熔巖，其范圍覆蓋達(dá)700 萬平方千米，橫跨非洲、歐洲和美洲。這表明巖漿噴發(fā)斷斷續(xù)續(xù)地跨越了至少數(shù)萬年，甚至可能是100萬年。這可能意味著“火山冬天”會持續(xù)不斷地發(fā)生，它們長短不一，有的可能持續(xù)幾年或者幾十年，有的可能長達(dá)數(shù)百年。因而，研究小組得出結(jié)論：寒冷對動植物的傷害可能一直蔓延到了熱帶地區(qū)，其中一些無法抵御寒冷的爬行動物在這樣的打擊下走向了滅絕。

然而恐龍卻存活了下來，因為當(dāng)時許多種類的恐龍都擁有溫暖的“羽毛外套”?；C據(jù)表明，恐龍擁有羽毛，這是它們與當(dāng)時其他爬行動物差異較大的地方。羽毛足以讓恐龍在三疊紀(jì)晚期漫長的冬季中存活下來。這些恐龍幸存者在變暖了的侏羅紀(jì)時期迅速繁衍，它們有可能遷徙到其他地區(qū)，在那里，脆弱的“原住民”已經(jīng)滅絕了，那些已經(jīng)滅絕的爬行動物留下的空地成了恐龍們新的生存空間。

科學(xué)家們認(rèn)為，羽毛可能只是三疊紀(jì)晚期恐龍能夠度過漫長的寒冬，以及侏羅紀(jì)初期恐龍多樣化并在全球蔓延的眾多原因之一，恐龍之所以能成為如此成功的物種應(yīng)該還有其他原因。

在準(zhǔn)噶爾盆地（紅色橢圓區(qū)），科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了三疊紀(jì)末期寒冷冬天的證據(jù)