科学探索|对古代大灭绝的研究揭示了恐龙在冰雪中占领地球 而不是在温暖的环境中

我们中的许多人都熟悉关于6600万年前恐龙如何死亡的流行理论:在地球与一颗陨石的剧烈碰撞中,随后是尘埃和碎片阻塞大气层造成的全球冬天 。但是之前还有一个更神秘、更少讨论的灭绝事件:2.02亿年前的灭绝事件,它消灭了在此之前统治地球的大型爬行动物,并且显然为恐龙的接管扫清了道路 。


科学探索|对古代大灭绝的研究揭示了恐龙在冰雪中占领地球 而不是在温暖的环境中
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在三叠纪-侏罗纪大灭绝期间,由于大规模的火山爆发而导致的大雪纷飞的冬季,在远处的熔岩流中,一只原始羽毛的翼龙带走了一只哺乳动物的受害者 。一项新的研究说,恐龙之所以能够生存下来,是因为它们已经适应了高纬度地区的冰冻条件 。资料来源:拉里-费尔德的绘画
是什么导致了所谓的三叠纪-侏罗纪大灭绝,以及为什么当其他生物灭亡时,恐龙却在蓬勃发展?
我们知道,在灭绝之前的三叠纪时期,世界总体上是笼罩在炎热和充满水蒸汽环境下的,而在接下来的侏罗纪时期也有类似的条件,这开启了恐龙的时代 。然而,新的研究将爱好热的恐龙的想法颠覆了 。它提出了第一个物理证据,证明三叠纪的恐龙物种,在当时是一个主要被归入极地地区的小群体,经常忍受那里的冰冻条件 。
这些明显的迹象是恐龙的脚印和奇怪的岩石碎片,而这些岩石碎片只可能是由冰沉积而成的 。该研究的作者解释说,在大灭绝期间,已经发生在两极的寒流蔓延到低纬度地区,杀死了冷血的爬行动物 。已经适应的恐龙在进化瓶颈中幸存下来,并向外扩散 。剩下的就是古老的历史了 。
哥伦比亚大学拉蒙特-多尔蒂地球观测站的地质学家、该研究的主要作者保罗-奥尔森说:"在三叠纪期间,恐龙一直存在,它们最终占据主导地位的关键是非常简单的 。它们从根本上说是适应寒冷的动物 。当各地变冷时,它们已经准备好了,而其他动物则没有 。"
这项研究基于最近在中国西北准噶尔盆地偏远沙漠的挖掘,今天(2022年7月1日)发表在《科学进展》杂志上 。

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2.02亿年前的盘古超级大陆,在三叠纪-侏罗纪大灭绝前不久 。在标明的地区发现了早期恐龙的证据;大多数物种被限制在高纬度地区,而那些靠近热带地区的少数物种往往比较小 。顶部的红色区域是准噶尔盆地,现在位于中国西北部 。资料来源:Olsen等人,《科学进展》,2022年
恐龙被认为是在大约2.31亿年前的三叠纪时期首次出现在温带南纬度地区,当时地球上的大部分陆地被连接成一个巨大的大陆,地质学家称之为盘古大陆 。他们在大约2.14亿年前就已经到达了遥远的北方 。直到2.02亿年前的大灭绝,中间更广阔的热带和亚热带地区被爬行动物所支配,包括鳄鱼的亲属和其他可怕的生物 。
在三叠纪和侏罗纪的大部分时间里,大气中的二氧化碳浓度达到或超过2000ppm,是今天水平的五倍,因此温度很高 。当时没有极地冰盖的证据,而且挖掘表明落叶林在极地地区生长 。然而,一些气候模型表明,高纬度地区在某些时候是寒冷的;即使有那么多的二氧化碳,它们在一年中的大部分时间里也会得到很少的阳光,温度至少会有季节性下降 。但是直到现在,还没有人提出任何物理证据来证明它们结冰了 。
在三叠纪末,在一个可能是一百万年的短暂地质时期,地球上超过四分之三的陆地和海洋物种灭绝了,包括有壳生物、珊瑚和所有大型爬行动物 。一些生活在洞穴中的动物,如海龟挺了过来,少数早期哺乳动物也是如此 。目前还不清楚到底发生了什么,但许多科学家将其与一系列大规模的火山爆发联系起来,这些火山爆发可能持续了数百年之久 。在这个时候,盘古大陆开始分裂,打开了现在的大西洋,并将现在的美洲与欧洲、非洲和亚洲分开 。除其他外,火山爆发导致大气中的二氧化碳急剧上升,超过其已经很高的水平,在陆地上造成致命的温度飙升,并使海水变得具有酸性,许多生物无法生存 。