巨型恐龙为何能崛起,或许和这场超级火山有关

来源: 科普中国-科普融合创作与传播 日期:2021-03-05

  2.3亿年前,恐龙诞生并迅速演化成多个类群,其中一支为蜥脚型类恐龙

  起初,蜥脚型类家族是多样化的。比如存在一些小体型、脖子较短、手指明显、习惯两足行走的恐龙,它们被称为基干蜥脚型类恐龙;也存在一些大体型、脖子较长、四肢如柱子一般、采用四足行走的恐龙,它们被称为真蜥脚类恐龙

  

  蜥脚型类家族的体型、姿势变化:最底部为基干蜥脚型类,最顶部为真蜥脚类,比例尺50厘米

  (图片来源:Otero A ,2018

  但到了1.6亿年前,真蜥脚类恐龙成为唯一幸存的蜥脚型类血脉,随后演化成史上体型最大的陆地动物群,包括梁龙、腕龙、阿根廷龙等,并遍布世界各地。

  为何这群巨型恐龙会横空出世?体型较小的基干蜥脚型类又是如何灭绝?这一切要从一场超级火山说起。

  超级火山,全球变暖

  时间回到1.83亿年前(侏罗纪早期),地球上没有你熟悉的七大洲,只有一片孤零零的超级大陆——泛大陆。各大陆板块之间,看似彼此紧紧聚拢,实则已按捺不住躁动的心——泛大陆即将发生第一次裂解。

  

  1.80亿年前古地理图

  (图片来源:Colorado Plateau Geosystems

  就在超级大陆裂解之际,一场剧烈的生物环境扰动事件悄然而至。

  在泛大陆的南缘,也就是当时的南非和南极洲接壤之地,来自地球深部的超级地幔柱在此撕裂岩石圈表面短时间内,岩浆如洪水一般席卷大地,一亿八千万年前的生物们,有幸见证了岩浆活动在地表最宏伟的展现。

  如今,当年涌出地表的岩浆冷却而成的岩石残留在南非、南极洲以及澳大利亚,人类仍能从中感受这次超级火山的余威,将其命名为Karoo-Ferrar大火成岩省。

  

  1.80亿年前古地理图,红色部分代表大火成岩省

  (图片来源:Colorado Plateau Geosystems;大火成岩省来源:Bryan and Ernst,2008

  什么是大火成岩省?

  这并不是一个省份,而是由连续的、体积庞大的火成岩所构成的巨型岩浆岩建造,覆盖面积往往超过10万平方公里,其出现经常伴随着气候变化和生物灭绝。比如造成二叠纪大灭绝的西伯利亚大火成岩省,以及影响着恐龙大灭绝的印度德干大火成岩省。

  

  大火成岩省分布图

  (图片来源:Bryan and Ferrari,2013

  至于1.83亿年前的Karoo-Ferrar大火成岩省,同样带来了灭绝。

  但要注意,带来灭绝的通常不是岩浆本身,而是火山喷发期间产生的挥发物和颗粒物,如二氧化碳、甲烷、尘埃等等这些产物能够弥漫在陆地、海洋和大气中,造成极端气候,扰乱生物圈,从而带来大灭绝。

  研究显示,1.83亿年前发生了持续30-50万年、升温约6.5°C的快速全球变暖事件,期间伴随着大洋缺氧,罪魁祸首极可能就是Karoo-Ferrar大火成岩省。由于海洋具有更高的热缓冲能力,所以陆地生态系统最先受到冲击,在全球快速变暖的初期阶段,植食性恐龙赖以生存的植物群落就迅速发生翻天覆地的变化,并随之影响了恐龙的演化进程。

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