连绵不绝的阴雨天气总是会让我们心情郁郁,不仅如此,如果雨水过多,还会造成洪水、山体塌方、泥石流等等自然灾害,每当遇到这种天气,我们都会在心里默默地期望雨快点停止。幸运的是,我们的这种愿望很容易会得到满足,短则几分钟,多则几个月,我们头顶上的乌云终会散去,露出晴朗的天空。
然而在过去的岁月里,地球的天气并不是一直都是这样。研究表明,在2.34亿年前的三叠纪,远古的地球上曾经洪水肆虐,一场史前大雨下了100多万年!这是怎么回事呢?今天我们就来讲一下。
史前大雨的证据
最直接的证据来自于远古的岩石,三叠纪的大陆并不是现在这个样子,在那个时候,所有的大陆板块都还是连成一体的(被称为盘古大陆)。由于陆地面积太过巨大的,来自海洋的潮湿空气很难到达这片陆地的内部区域,这造成了当时的内陆区域长期干旱少雨,从而形成了一种三叠纪独有的红色砂石。
在上个世纪,科学家在日本、阿根廷、意大利等沿海地区发现了大量包含这种红色砂石的沉积岩。要知道这些砂石本应该在大陆的内部位置,那么它们是怎么来到沿海地区的呢?
答案只有一个,就是被雨水冲刷而来。根据测算,科学家推测出要在沿海地区形成如此规模的沉积岩,是需要非常长的时间,以及非常大的降水量才可以达到。
在这之后,科学家又发现在世界各地的三叠纪岩层之中,都存在巨大降水量的痕迹,除此之外,在同时期的动植物化石也从侧面证实了这一罕见的自然现象。科学家利用放射性碳定年法,推测出这场大雨始于2.34亿年,并持续了100多万年。
史前大雨的原因
目前科学界的主流观点是,在那个时期,正是盘古大陆开始分裂的时期,板块运动造成了大规模的火山运动,这些火山将原本保存在地球内部的二氧化碳,大量地释放到大气层中,由此引发的温室效应使地球的气温出现了较大幅度的升高。
我们都知道,下雨是一种对流天气,地表上的水在蒸发后,会随着上升气流到达对流层。对流层的特征是越往上温度就越低,当水蒸气在对流层中上升到足够的高度,就会重新凝结成雨滴,如果上升气流很强的话,水蒸气会被送到温度更低的高度,从而直接凝结成冰块,这就是我们所说的?冰雹?。
可以看到,上升气流越强,就越容易形成雨滴,而上升气流是由热空气形成的,也就是说,在一定的范围内,温度越高,热空气就越强,就越容易下雨,甚至是下冰雹。
相关研究表明,当时地球赤道的平均海洋表面温度达到甚至超过了40摄氏度,在这样的温度下,大量的海水被蒸发到大气层中,在热空气的帮助下,它们源源不断地形成积雨云,并不停地向盘古大陆扩散,于是几乎整个地球上都下起了绵绵不绝的大雨。
史前大雨的结果
可以想象一下当时地球上的情景,各种狂风、暴雨、闪电、洪水肆虐而众多生物都只能在大自然的威力下瑟瑟发抖。100多万年后,轰轰烈烈的火山运动才逐渐停止,地球的天空才重新变得晴朗起来。
经过这场史前大雨的洗礼后,地球上出现了翻天覆地的变化,很多生物都因此而惨遭灭绝,但又有很多生物因此而崛起。比如说我们非常熟悉的恐龙,化石证据表明,在这场大雨之前,恐龙的数量仅占陆地上所有脊椎动物的5%,而在大雨结束之后,这个比例就达到了90%之多。
地球的历史值得我们深思,众所周知,由于人类的活动,地球大气层的二氧化碳含量就一直在增加,假如我们不加控制的话,同样的事情会不会再次重演呢?
2.3亿年前,一场暴雨下了200万年,形成原因或将再次出现
2.34亿年前,一场史无前例的大雨降临在古老的陆地上,雨水浸透了大地,持续了200万年的时间,这就是发生于晚三叠纪的卡尼期洪积事件。当洪水退去,生态系统发生剧变,一个新的世界诞生,从此进入了漫长的恐龙时代。
那么,这场大雨究竟是如何出现的呢?未来还会出现这样的洪积事件吗?当时地球上有什么动物,为什么恐龙会成为这场事件的最大赢家?
根据三叠纪留下的红色砂岩来推测,在三叠纪早期,陆地上遭遇了长时间的干燥炎热天气,那时全球平均气温比目前高了3 。在当时的陆地上,所有的冰川都融化掉。
三叠纪时期的陆地不像现在这样分成几块,而是经由板块运动合成了一大块,这就是盘古超大陆。环绕在超大陆周围的是盘古大洋,全球海洋连成一片。
由于陆地变成一块,海岸线大幅缩短,洋流难以形成。洋流的存在有助于信风的形成,它们可以把海洋水汽输送到陆地上,从而给陆地带来降雨。再加上陆地辽阔,水汽更是难以深入。
因此,在盘古超大陆时期,陆地上的气候十分干热,在陆地深处形成了巨大的沙漠。尽管如此,地球上仍然有生机,当时的动植物纷纷进化出了各种能力来适应这种气候。
在当时的陆地上,劳氏鳄类是顶级掠食者。它们长得像鳄鱼,身长可达5米。哺乳动物和恐龙在这个时候进化出来,它们只能在夹缝中生存,恐龙主要生活在盘古超大陆的南面角落。
既然三叠纪非常干燥,又怎么会有后来的大暴雨呢?
这与卡尼期的强烈火山活动有关。在如今北美洲的西海岸,当时出现了绵延数千公里的大火成岩省。那里的火山活动异常强烈,持续喷发了500万年的时间,巨大数量的二氧化碳被释放出来,导致大气中的二氧化碳浓度是目前的数倍至十数倍。
二氧化碳浓度大幅度升高,全球温室效应变强,这又会导致全球气温进一步升高两三度。越来越高的气温并没有让陆地变得愈发干旱,反而带来了强降雨。
因为全球气温变得很高,海洋中的水被大量蒸发到空中,云气逐渐累积起来。最终,大量来自海洋的水汽能够深入陆地,给盘古超大陆带来了丰沛的雨水,这种湿润的气候持续了长达200万年的时间。
当然,卡尼期的每时每刻并没有在下雨,只是那时的气候非常湿润,天空长期被云覆盖,太阳偶尔出来一下,动不动就会下起雨来。这就好比南方的梅雨天气,只是持续时间达到了上百万年。
有了充沛的雨水和二氧化碳,那时的植物长得越来越高大,而耐旱的蕨类植物纷纷灭绝。随之而来的是,很多植食性动物走向灭绝,位于食物链顶端的很多动物也不可避免地灭绝掉。
经过这次生物灭绝事件之后,恐龙幸存下来,它们扩散到陆地各处,占到了当时动物生态圈的九成,由此拉开长达上亿年的恐龙时代。此时,哺乳动物的祖先还是十分弱小,它们在等待下一次生态系统剧变的到来。
说起卡尼期洪积事件的成因,我们不禁想到了现在。与工业化之前相比,大气中的二氧化碳浓度已经升高40%,而全球气温随之上升了1 。目前,人类还在大规模排放二氧化碳,全球每年的二氧化碳排放量超过360亿吨,并且排放量还在快速增长。
倘若二氧化碳的排放无节制,气温变得过高,不仅会导致冰川融化,全球海平面大幅升高,而且也有可能再次引发洪积事件。因此,如果人类不加以控制二氧化碳的排放,最终我们必然会被大自然狠狠地教训。
大家最熟悉不过的恐龙是突然出现在地球上的,2.34亿年前时恐龙刚刚出现在地球上,从沉积层中发现的恐龙化石寥寥无几,短短200万年后,到了2.32亿年前的沉积层中发现的恐龙化石,占据了所有化石发现量的90%。
科学家一直搞不清楚恐龙到底是什么原因突然称霸地球,曾经还有人提出了外星人干预了地球生物演化进程,当然这绝对是无稽之谈!但科学家苦于没有证据,一直到地质学家们发现这个沉积层本身就不简单!
2.3亿年前,一场暴雨下了200万年!
1990年代初,英国地质学家Alastair Ruffell和 Michael J Simms 发现,在三叠纪初期和三叠纪末期时那种干燥的红色砂岩中间,有一个不同寻常的夹层,这层沉积层颜色与众不同!
经过他们的仔细研究后发现,这些沉积物中包含了河流淤泥的痕迹,甚至还有尚未完全形成煤的泥煤与大量植物的化石,Alastair Ruffell和 Michael J Simms几乎可以肯定,这层物质包含的信息量实在是太大了!
而且这样的沉积层几乎在各大洲都存在,无论是非洲还是欧洲,或者中东还是亚洲,甚至在高原地区都发现了类似的沉积层,这表示当时发生了全球性的洪水事件,但到底是怎样的过程,Alastair Ruffell和 Michael J Simms也是一脸懵逼!
因为当时的大陆并没有分离,只有一片超级盘古大陆,由于面积实在太大,水汽很难进入腹地,因此盘古大陆上除了靠近海洋的地区除外,内陆地区的气候十分干燥,在这种条件下,植被非常稀疏,仅有的动物种类也不多,恐龙蜗居在大陆靠近海洋的最南端,而地球则被鸟鳄所霸占,当然还有哺乳类的祖先二齿兽。
洪水到底是怎么发生的?
科学家们在这个上面卡壳了,如此干燥的大陆突然又变成了风调雨顺的风水宝地,这个弯也转得太急了,老司机都被甩下车来了!
2020年9月16日,《科学进展》期刊上发表了一篇论文,认为很有可能是一次超级火山喷发所引起,证据则来自横跨现代加拿大西海岸兰格利亚省的熔岩区,据地质学家考证,这个巨大的火成岩区形成于2.34亿年前。
据地质学家估计,这次火山喷发向大气层释放了至少50000亿吨二氧化碳,这些二氧化碳极大地改变了地球气候,从而导致地球从极度干旱转向温暖湿润的时代,三叠纪的植被从灌木转向高大乔木,而大量适应干旱气候的生物纷纷灭绝,恐龙获得了空前的发展机会。
二氧化碳不是会导致全球变暖么,为什么还会暴雨?
二氧化碳会导致严重的温室效应,这点已经形成了共识,而兰格利亚省的火山事件向大气层释放50000亿吨二氧化碳,导致的结果是海洋酸化和地球平均温度上升。
后续的多米诺骨牌效应就此发生,首先很多无法适应海洋酸化后的海洋生物大量灭绝,而平均温度上升则会导致海洋的蒸发量大幅度增加,据2012年发表在《科学》上的论文指出,当时的海洋温度从21 上升到了36 ,而赤道地区的海水温度则高达40 ,这个水温洗澡都能烫着各位了吧!
大幅增加的水汽进入了大气循环,导致了更严重的温室效应,这些天文数字般的水汽深入到了内陆地区,开启了长达百万年的雨季,地球从干旱模式瞬间转变成了热带雨林模式!
还有另一个促进因素是西美期造山带的隆起,该山脉是由特提斯北部分支(位于当前欧洲大陆以东)的闭合引起的。它出现在劳拉西亚的南面,让大陆形成了压力梯度线,从而促进了季风的形成,夏季季风被西米里亚山脉拦截产生了强降雨,这个假设解释了特提斯西部沉积物的来历,表明当时该地转向了潮湿的气候。
这场延续了百万年的大暴雨,将恐龙推向了地球霸王的舞台,它们统治了地球超过1.6亿年,直到被6500万年前的小行星撞击所终结!
地球暴雨季,恐将再次出现
工业革命以来,人类总共向大气层排放了大约2800亿吨二氧化碳,造成的温升已有1.15 ,和2.32亿年前的二氧化碳排放和温升相比,简直就是小巫见大巫,但问题是随着全球变暖的加剧,海洋酸化和水汽蒸发量增加,以及北极冻土带甲烷的释放,正让地球走向上一次超级暴雨季。
我们可以相信的是,如果地球没有超级火山爆发来助力,那么就不可能达到上一次暴雨季的条件,但当前地球生态临界点似乎早就以多种方式开始警告人类,比如两极冰盖融化、北极地区大火,还有澳洲和加州的大火,以及越来越频繁的亚马逊雨林大火!
地球正走在走向一个极端的世界,世界气象组织早已警告,由于全球温升,台风和飓风肆虐的时间比50年前增加了50%,未来会怎样?如果放任发展,那么未来必定会更糟,但到底有多糟,可能没有人会知道。
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