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近期,来自英国帝国理工大学的研究人员在国际顶尖期刊《Nature》在线发表了一篇名为“Temperate rainforests near the South Pole during peak Cretaceous warmth”的研究论文,文章的中文译名是《白垩纪暖期南极附近的温带雨林》。
研究小组在距南极900公里的森林里发现了白垩纪的土壤,对土壤里的植物根须、花粉和孢子进行分析后发现,9000万年前的世界比现在要温暖得多,那时候的南极遍布热带森林。
南极也有热带雨林
研究人员发现,9000万年前的南极竟然有热带雨林的迹象,这表明当时的气候异常温暖。
对此,帝国理工大学地球科学系教授Tina van de Flierdt说道,“这个拥有9000万年历史的森林十分罕见,但其背后的研究意义更加重大。如果数月不见阳光,仍然能够生长出茂密的温带雨林,这就意味着当时的气候异常温暖!”
众所周知,白垩纪中期是恐龙的鼎盛时期,也是过去1.4亿年以来最温暖的时期,那时的热带地区温度高达35摄氏度,海平面也比今天高出170米。
白垩纪的南极没有冰
因为南极每年要经历四个月的极夜,这就意味着,每年三分之一的时间根本没有阳光。这片热带森林的存在表明,当时的平均温度应该在12摄氏度左右,所以古时候的南极不太可能出现冰盖。
如下图所示,在南极附近的海床以及西边的Thwaites冰川里,科学家们发现了南极存在热带森林的证据,这个过程十分偶然,因为陆地上的某块岩心呈现出了奇怪的颜色,从而引起了研究人员的好奇心。
在使用CT技术扫描岩心之后,研究人员发现了一个密集的树根化石样本,该样本保存十分完好,几乎可以分辨出单个细胞结构。此外,样本中含有无数的植物花粉和孢子,还包括在南极高纬度地区发现的第一批开花植物,如下图所示。
白垩纪空气CO2浓度高
为了重建这个保存完好的古代森林环境,研究小组评估了植物生活的气候条件,并分析了样本中的温度和降水指标。
研究表明,在白垩纪中期(mid-Cretaceous),大气中的二氧化碳(CO2)水平高于预期,这可能破坏了当时的气候模式。如下图所示,a-c为现在的大气二氧化碳浓度,d-f为白垩纪中期的二氧化碳浓度。
对此,研究的主要作者Johann Klages博士指出,“在之前的研究中,一般的假设是白垩纪的全球二氧化碳浓度大约为1000ppm。但是本研究发现,白垩纪的南极大气二氧化碳浓度已经达到1120至1680 ppm。”
众所周知,二氧化碳浓度过高会导致“温室效应”,分析表明,9000万年前的南极平均气温约为12摄氏度,比今天德国的平均温度高出大约2度。夏季的平均温度约为19摄氏度,河流和沼泽中的水温高达20度,就降水量而言,南极西部的降雨量和强度与今天的威尔士相似。
通过这些证据,研究人员得出结论:9000万年前的南极大陆曾被茂密植被所覆盖,那时候的南极并没有冰块。
参考文献
https://www.nature.com/articles/s41586-020-2148-5
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