科學家在南極發現280億年前的森林化石

人們相信樹木能夠在極端的黑暗和持續的陽光下生存

數百萬年前,南極洲是位於南半球的一大片岡瓦納大陸的一部分。 在此期間,現在被冰覆蓋的地區實際上是南極附近樹木的家園。

此後,科學家們發現了這片大陸上存在植物生命的更多證據,包括英國南極調查局(BAS)化石收藏中的這種蕨類植物化石。
科學家們發現了這片大陸上存在植物生命的證據,其中包括這種蕨類植物化石。 圖片來源: 英國南極調查 (BAS) 化石收藏| 合理使用.

這些樹木複雜化石的發現現在展示了這些植物如何繁盛,以及隨著當今氣溫持續上升,森林可能會是什麼樣子。

美國威斯康星大學密爾沃基分校古生態學專家埃里克·古爾布蘭森指出,南極洲保存著約400億年的極地生物群落生態歷史,基本上是植物進化的全部。

南極洲可以有樹嗎?

乍一看南極洲目前的寒冷氣氛,很難想像曾經存在的茂密森林。 為了尋找化石遺骸,古爾布蘭森和他的團隊必須飛往雪原,徒步穿越冰川,並忍受凜冽的寒風。 然而,從大約四億年前到一千四百萬年前,南大陸的地貌發生了巨大的變化,變得更加鬱鬱蔥蔥。 氣候也更加溫和,但低緯度地區茂盛的植被仍然要忍受冬天400小時的黑暗和夏天的終日白晝,與今天的情況類似。

斯瓦爾巴特群島遺址的部分樹幹(左)和 380 億年前古老森林的重建圖(右)
斯瓦爾巴特群島遺址的部分樹幹(左)和 380 億年前古老森林的重建圖(右)。 圖片來源:照片由卡迪夫大學提供,插圖由卡迪夫大學的 Chris Berry 博士繪製 | 合理使用。

古爾布蘭森和他的同事正在研究二疊紀-三疊紀大滅絕,這場大滅絕發生在 252 億年前,導致地球上 95% 的物種死亡。 這次滅絕被認為是由火山排放的大量溫室氣體造成的,導致破紀錄的氣溫和酸化的海洋。 古爾布蘭森表示,這次滅絕與當前的氣候變化有相似之處,雖然氣候變化沒有那麼劇烈,但仍然受到溫室氣體的影響。

古爾布蘭森在接受《生活科學》採訪時表示,在二疊紀末大規模滅絕之前的時期,舌羊齒樹是南極森林中的主要樹種。 古爾布蘭森表示,這些樹的高度可達 65 至 131 英尺(20 至 40 米),葉子又大又平,甚至比人的手臂還長。

在二疊紀滅絕之前,這些樹木覆蓋了南緯35度線和南極點之間的土地。 (南緯35度線是地球赤道面以南35度的一個緯度圈。它穿過大西洋、印度洋、澳大利亞、太平洋和南美洲。)

對比情況:之前和之後

2016 年,在一次前往南極洲尋找化石的探險中,古爾布蘭森和他的團隊偶然發現了最早有記錄的南極極地森林。 儘管他們還沒有確定確切的日期,但據研究人員報導,他們猜測它在大約 280 億年前就開始繁衍生息,然後被迅速埋入火山灰中,從而使其在細胞水平上保持著完美的狀態。

古爾布蘭森表示,他們需要多次前往南極洲,進一步探索這兩個擁有二疊紀滅絕前後化石的地點。 滅絕後,森林經歷了轉變,舌羊齒樹不再存在,取而代之的是落葉樹和常綠樹的新混合物,例如現代銀杏的近親。

古爾布蘭森提到,他們正在試圖找出到底是什麼導致了這種轉變的發生,儘管他們目前對此事缺乏實質性的了解。

地球化學專家古爾布蘭森指出,包裹在岩石中的植物保存完好,其蛋白質的氨基酸成分仍然可以被提取出來。 他建議,研究這些化學成分可能有助於理解為什麼這些樹木在南方奇異的光照下倖存下來,以及是什麼導致了舌羊齒科植物的滅亡。

幸運的是,在進一步的研究中,研究小組(由來自美國、德國、阿根廷、意大利和法國的成員組成)將能夠使用直升機,以便更接近橫貫南極山脈的崎嶇露頭,那裡有化石森林位於。 該團隊將在該地區停留幾個月,在天氣允許的情況下乘坐直升機前往露頭。 古爾布蘭森表示,該地區 24 小時都有陽光,可以進行更長的一日遊,甚至可以進行涉及登山和實地考察的午夜探險。