研究人員對南極的土壤樣本進行了梳理,發現有證據表明,將近9000萬年前,南極洲西部有一片浩瀚的雨林,首次窺見了地球最南端地區的史前氣候。
研究人員認為,南極土壤樣本中發現的古植物遺骸證實,9000萬年前,地球最南端的大陸上有一片廣闊而溫暖的雨林。(阿爾弗雷德韋格納研究所/約翰克蘭奇提供)
在南極考察中,阿爾弗雷德韋格納研究所、德國赫爾姆霍茲極地和海洋研究中心的地球科學家研究了該大陸核心地區的沉積物樣品,以了解其氣候歷史。
沉積物的核心是古老的植物花粉、孢子和稠密的根系,原始保存了白堊紀森林土壤中的元素。
研究人員認為,根據周三發表在該雜誌上的一項研究,研究人員仍然認為,九千萬年前地球最南端的大陸上有一片沼澤地和溫暖的熱帶雨林。
研究的合著者倫敦帝國學院的Tina van de Flierdt在一份聲明中說:「保存這片有9000萬年歷史的森林是非同尋常的,但更令人驚訝的是它所揭示的世界。即使在暗月,沼澤溫帶雨林可以在接近南極的增長,呈現出溫暖的氣候比我們預期。」
研究的第一作者johann klages補充說,這些核心樣本是2017年2月在南極洲西部的阿蒙森海使用不萊梅大學的海底鑽機MARUM-MeBo70採集的。
阿爾弗雷德韋格納研究所的Klages說:「在最初的船載評估中,沉積物層的不尋常顏色很快引起了我們的注意;它顯然不同於上面的層。」「此外,第一次分析顯示,在洋底以下27至30米(88至98英尺)的深度處,我們發現了一層最初形成於陸地上的層,而不是在海洋中形成的層。」
根據研究作者Ulrich Salzmann,諾森布裡亞大學的古生態學家Ulrich Salzmann說,X射線斷層掃描揭示了在南極高緯度地區發現的密集的根系網絡和開花植物的第一批殘留物。
薩爾茲曼說:「大量的植物遺蹟表明,93至8300萬年前,南極洲西部海岸是溫帶雨林生長的沼澤地帶--類似於紐西蘭南島上仍然可以找到的森林。」
該研究稱,熱帶雨林的氣候--對南極來說相當溫暖--很可能是由於沒有南極冰蓋和大氣二氧化碳濃度高於先前預測的氣候模型所致。
「在我們的研究之前,一般的假設是白堊紀的全球二氧化碳濃度約為1,000 ppm,」研究的合著者GerritLohmann說。「但在發展我們可以基於網絡模型的實驗中,它需要不同濃度達到1,120到1,680 ppm,才能真正達到自己當時南極的平均溫度。」
在白堊紀中期,在1.15億至8000萬年前,恐龍在地球上漫遊,也是過去1.4億年來最溫暖的時期,海面溫度高達華氏95度。
但該地區也經歷了一個為期四個月的年度極地之夜,沒有任何生命維持的陽光接觸到地表,這使得研究人員不得不思考核心樣本中的植物如何才能茁壯成長。
「為了更好地了解白堊紀最溫暖階段的氣候狀況,我們首先評估了植物現代後代生活的氣候條件,」Klages說。
利用土壤樣品中的地球化學溫度和降水指標,研究人員重建了史前雨林的氣候。
研究稱,新的氣候模式確定,白堊紀南極的平均氣溫比德國今天的平均氣溫高出大約兩度,降雨量與威爾斯當代的平均水平相當。
研究合著者不萊梅大學(University Of Bremen)的託爾斯滕比克特(Torsten Bickert)表示,雨林的存在依賴於研究中發現的關鍵氣候因素:南極沒有巨大的冰原。南極是一個覆蓋著茂密植被和高水平溫室氣體二氧化碳的大陸。
「我們現在知道白堊紀可能會連續四個月沒有陽光,」比克特說。但由於二氧化碳濃度太高,南極周圍的氣候仍然溫和,沒有冰團。
對研究人員來說,剩下的問題是,隨著時間的推移,氣候如何如此劇烈地冷卻,從而使南極冰原再次形成。