科学家在南极发现280亿年前的森林化石

人们相信树木能够在极端的黑暗和持续的阳光下生存

数百万年前,南极洲是位于南半球的一大片冈瓦纳大陆的一部分。 在此期间,现在被冰覆盖的地区实际上是南极附近树木的家园。

此后,科学家们发现了这片大陆上存在植物生命的更多证据,包括英国南极调查局(BAS)化石收藏中的这种蕨类植物化石。
科学家们发现了这片大陆上存在植物生命的证据,其中包括这种蕨类植物化石。 图片来源: 英国南极调查 (BAS) 化石收藏| 合理使用.

这些树木复杂化石的发现现在展示了这些植物如何繁盛,以及随着当今气温持续上升,森林可能会是什么样子。

美国威斯康星大学密尔沃基分校古生态学专家埃里克·古尔布兰森指出,南极洲保存着约400亿年的极地生物群落生态历史,基本上是植物进化的全部。

南极洲可以有树吗?

乍一看南极洲目前的寒冷气氛,很难想象曾经存在的茂密森林。 为了寻找化石遗骸,古尔布兰森和他的团队必须飞往雪原,徒步穿越冰川,并忍受凛冽的寒风。 然而,从大约四亿年前到一千四百万年前,南大陆的地貌发生了巨大的变化,变得更加郁郁葱葱。 气候也更加温和,但低纬度地区茂盛的植被仍然要忍受冬天400小时的黑暗和夏天的终日白昼,与今天的情况类似。

斯瓦尔巴特群岛遗址的部分树干(左)和 380 亿年前古老森林的重建图(右)
斯瓦尔巴特群岛遗址的部分树干(左)和 380 亿年前古老森林的重建图(右)。 图片来源:照片由卡迪夫大学提供,插图由卡迪夫大学的 Chris Berry 博士绘制 | 合理使用。

古尔布兰森和他的同事正在研究二叠纪-三叠纪大灭绝,这场大灭绝发生在 252 亿年前,导致地球上 95% 的物种死亡。 这次灭绝被认为是由火山排放的大量温室气体造成的,导致破纪录的气温和酸化的海洋。 古尔布兰森表示,这次灭绝与当前的气候变化有相似之处,虽然气候变化没有那么剧烈,但仍然受到温室气体的影响。

古尔布兰森在接受《生活科学》采访时表示,在二叠纪末大规模灭绝之前的时期,舌羊齿树是南极森林中的主要树种。 古尔布兰森表示,这些树的高度可达 65 至 131 英尺(20 至 40 米),叶子又大又平,甚至比人的手臂还要长。

在二叠纪灭绝之前,这些树木覆盖了南纬35度线和南极点之间的土地。 (南纬35度线是地球赤道面以南35度的一个纬度圈。它穿过大西洋、印度洋、澳大利亚、太平洋和南美洲。)

对比情况:之前和之后

2016 年,在一次前往南极洲寻找化石的探险中,古尔布兰森和他的团队偶然发现了最早有记录的南极极地森林。 尽管他们还没有确定确切的日期,但据研究人员报道,他们猜测它在大约 280 亿年前就开始繁衍生息,然后被迅速埋入火山灰中,从而使其在细胞水平上保持着完美的状态。

古尔布兰森表示,他们需要多次前往南极洲,进一步探索这两个拥有二叠纪灭绝前后化石的地点。 灭绝后,森林经历了转变,舌羊齿树不再存在,取而代之的是落叶树和常绿树的新混合物,例如现代银杏的近亲。

古尔布兰森提到,他们正在试图找出到底是什么导致了这种转变的发生,尽管他们目前对此事缺乏实质性的了解。

地球化学专家古尔布兰森指出,包裹在岩石中的植物保存完好,其蛋白质的氨基酸成分仍然可以被提取出来。 他建议,研究这些化学成分可能有助于理解为什么这些树木在南方奇异的光照下幸存下来,以及是什么导致了舌羊齿科植物的灭亡。

幸运的是,在进一步的研究中,研究小组(由来自美国、德国、阿根廷、意大利和法国的成员组成)将能够使用直升机,以便更接近横贯南极山脉的崎岖露头,那里有化石森林位于。 该团队将在该地区停留几个月,在天气允许的情况下乘坐直升机前往露头。 古尔布兰森表示,该地区 24 小时都有阳光,可以进行更长的一日游,甚至可以进行涉及登山和实地考察的午夜探险。