恐龍如何度過“火山冬天”

大約在2.02 億年前，地球上發生了一次大規模的火山噴發事件，火山噴出的氣體和塵埃在很長一段時間里遮擋住了太陽，由此引發了漫長的寒冬。那次事件導致了三疊紀生物大滅絕，地球上3/4 的物種滅絕了，其中包括許多大型爬行動物。然而，恐龍卻幸運地存活了下來，它們戰勝了寒冷，迎來了溫暖的侏羅紀和白堊紀，一直存活到6500萬年前。那么，恐龍經歷了怎樣寒冷的“火山冬天”，又是如何熬過那種嚴寒的呢？

三疊紀的火山噴發

恐龍大約出現于2.3 億年前，那時的地球已告別了古生代，進入中生代的三疊紀，這是中生代的第一個紀，開始于2.52億年前，終結于2.01 億年前。到了三疊紀的中晚期，原始的恐龍和最原始的哺乳動物已經生活在地球上，海中也有了魚龍之類的水生爬行動物。那時是恐龍時代的黎明期，恐龍還比較弱小，遠遠沒有達到在動物世界中稱王稱霸的程度。

三疊紀的地球與現在很不相同，因為當時的所有陸地都連在一起，是一塊超級大陸。這塊超級大陸形成于約3 億年前，人們稱它為“盤古大陸”或者“泛大陸”。到了三疊紀晚期，地下軟流圈的巖漿活動異常劇烈，巨大的壓力導致“盤古大陸”發生分裂，并引發大規模的火山噴發，這持續了很長時間。

火山噴出了大量有毒氣體和二氧化碳，它們擴散到空氣中，導致全球氣溫升高。這一劇烈的氣溫變化摧毀了在火山噴發中幸存下來的大部分植物，動物的生存更加艱難，很多動物滅絕了。

大量火山灰在火山噴發停止后仍然滯留在空中，它們使天空陰沉多年，到達地球表面的陽光變得稀少，全球氣溫隨之下降。當火山噴發形成的熱量在大氣中消耗殆盡時，地球便轉而進入寒冬。“火山冬天”降臨了，它導致更多的動植物走向滅絕。

找到“火山冬天”的證據

恐龍被認為適合在溫暖的氣候環境中生活，大致上說，它們適合三疊紀潮濕的溫室環境。但科學家的研究表明，恐龍的確也遭遇了寒冷的“火山冬天”，它們顯然還成功地度過了那個時期。

這項研究由中國科學院南京地質古生物研究所和美國哥倫比亞大學的科學家共同完成。科學家在研究中發現恐龍經歷過嚴冬的考驗。他們在我國西北部的準噶爾盆地找到了冰的證據，這些證據是帶有恐龍腳印的巖石。他們在2022 年7 月2 日的《科學進展》上公布了這一發現。

通常，人們都認為恐龍是一直生活在茂密的熱帶叢林中的。在三疊紀晚期和侏羅紀早期，地球上的二氧化碳含量非常高，其中大部分可以追溯到火山噴發。許多科學家認為，由于高含量的二氧化碳，當時的地球變得很濕熱，氣候是相對溫暖的。另外，也沒有證據表明當時有任何極地冰蓋。相反，在當時的地球上，茂密的森林似乎一直延伸到極區。

準噶爾盆地位于高緯度地區，在三疊紀，那里被認為生長著廣袤的森林，眾多針葉樹和落葉樹生長在巨型的古老湖泊邊。恐龍一定曾經生活在那里，這是因為人們發現了它們留下的腳印，很多都保存在湖底形成的砂巖中。

但那里的氣候真的如此適合恐龍生存嗎？新研究告訴了人們更多的信息。這些信息表明，盡管大氣中的二氧化碳含量很高，但那里的冬季仍然是嚴酷而寒冷的，湖水可能會結冰，至少部分湖水會被凍結，證據就存在于那些有恐龍腳印的巖石中。

羽毛幫助恐龍度過寒冬

科學家研究了那些巖石，巖石顆粒的大小表明它們不是當地原始湖泥的沉積物。也就是說，那種巖石是從別的地方被外力推送到這里的。最有可能的情況是，由于天氣寒冷，湖水將沙礫凍結在冰里。待到氣候回暖，冰塊漂流，那些沙礫便搭上了冰塊的“順風車”，隨著冰塊漂流到另一個地方。隨著浮冰融化，它們沉積到了新的區域。這些新來的沉積物和原來的湖底沉積物是不同的，它們成了當時有結冰現象的證據。

在三疊紀，火山噴發留下了大片的熔巖，其范圍覆蓋達700 萬平方千米，橫跨非洲、歐洲和美洲。這表明巖漿噴發斷斷續續地跨越了至少數萬年，甚至可能是100 萬年。這可能意味著“火山冬天”會持續不斷地發生，它們長短不一，有的可能持續幾年或者幾十年，有的可能長達數百年。因而，研究小組得出結論：寒冷對動植物的傷害可能一直蔓延到了熱帶地區，一些無法抵御寒冷的爬行動物在這樣的打擊下走向了滅絕。

然而，恐龍卻存活了下來，因為當時許多種類的恐龍都擁有溫暖的“羽毛外套”。化石證據表明，恐龍擁有羽毛，這是它們與當時其他爬行動物差異較大的地方。羽毛足以讓恐龍在三疊紀晚期漫長的冬季中存活下來。這些恐龍幸存者在變暖了的侏羅紀時期迅速繁衍，它們有可能遷徙到其他地區。在那里，脆弱的“原住民”已經滅絕了，那些已經滅絕的爬行動物留下的空地成了恐龍新的生存空間。

科學家認為，羽毛可能只是三疊紀晚期恐龍能夠度過漫長的寒冬，以及侏羅紀初期恐龍多樣化并在全球蔓延的眾多原因之一，恐龍之所以能成為如此成功的物種，應該還有其他原因。

文章來源：《中國科學報》

（責任編輯：嵇刊）