能將持續(xù)性降雨和恐龍進化聯(lián)系在一起的,地球歷史上只有一個時段,這個時段被稱為“卡尼期洪積事件”,大約發(fā)生在2.34-2.32 億年前的200萬年的時間里。
上世紀80年代,英國地質(zhì)學(xué)家拉菲爾在考察巖石層的時候發(fā)現(xiàn),在2億多年前三疊紀時期的巖石層中有一些明顯的異常特征。
經(jīng)過分析,拉菲爾確定在三疊紀的某個階段該地區(qū)突然從干旱的氣候轉(zhuǎn)入潮濕,而且潮濕持續(xù)的時間不算長(地質(zhì)時間尺度而言)。
(相關(guān)資料圖)
德國三疊紀砂石,圖源:ArtMechanic
當(dāng)時,拉菲爾只是一個年輕的學(xué)者,所以沒什么發(fā)言權(quán),這樣的發(fā)現(xiàn)并沒有引起太多的關(guān)注。
隨著時間的推移,越來越多的地質(zhì)學(xué)家在不同地區(qū)的三疊紀巖石層中都發(fā)現(xiàn)了這一特征——地球突然轉(zhuǎn)入潮濕階段,于是這個階段就有了自己的名字——卡尼期。
雖然從巖石特征上看,卡尼期可能確實是地球歷史上一個非常潮濕的階段,但是這個階段是不是一個持續(xù)降雨的階段,我們只要稍微理性思考下,都不會覺得它是可能的。
眾所周知,下雨是因為地球表面的水分因太陽輻射而蒸發(fā),然后在重力的作用下,蒸發(fā)的水分在空中以云的形式存在,直到云積累到一定程度便會下雨。
然而,水分的蒸發(fā)會帶走溫度,從而降低水分的蒸發(fā)能力,所以地球要持續(xù)降雨僅靠太陽輻射的加熱是不可能完成的,換句話說卡尼期不可能是一個持續(xù)降雨的狀態(tài)。
事實上,卡尼期只是地球歷史上一個比較潮濕的時段而已,說它持續(xù)降雨的都是標題黨為了博眼球罷了,不必當(dāng)真。
不過,卡尼期確實是地球上比較有意思的階段,那么為什么地球在這個時候就變得異常潮濕呢?
卡尼期為什么變得潮濕?
在討論這個問題前,我們一定要明白“卡尼期洪積事件”到底是不是一個全球性的事件,這個階段是地球上到處都非常潮濕嗎?。
其實,答案很可能并不是的,該事件很可能只是發(fā)生在地球的少部分地區(qū)而已。
判斷該事件是否是全球性特征,只要看世界各地三疊紀巖石層中是否有這樣的特征就好了,當(dāng)然很明顯現(xiàn)在沒有足夠的證據(jù)支撐這一事實。
至于在卡尼期,地球上的某些區(qū)域為什么會突然進入潮濕階段,目前主要有兩種假設(shè),都是關(guān)于地殼運動改變了地球原有的平衡。
在上世紀60年代,人們就已經(jīng)發(fā)現(xiàn)地球上現(xiàn)有的幾個大陸板塊在過去是結(jié)合在一起的,被稱為盤古大陸。
盤古大陸,圖源:Fama Clamosa
盤古大陸大約形成于3.35億年前,而大約在2.25億年前逐漸分裂,它的四周被海洋完全包圍,但是由于陸地巨大無比,導(dǎo)致內(nèi)陸地區(qū)無法接收到足夠的海洋水分,所以當(dāng)時陸地的大部分地區(qū)都異常干旱。
雖然盤古大陸在卡尼期(在2.34-2.32 億年前)還沒有分裂,但是地質(zhì)活動已經(jīng)在那個時期變得異常活躍。
第一種假設(shè)是,科學(xué)家推測當(dāng)時有許多大型火山噴發(fā),導(dǎo)致全球性的溫室效應(yīng)。地球變熱了,水分的蒸發(fā)自然就變多了,降雨自然也就多了。
這個觀點有兩個證據(jù)支持,一個就是那個時期的二氧化碳水平確實比較高,第二個就是朗格利亞大火成巖省的形成時間和卡尼期也相近。
大火成巖省指的就是大型火山巖,往往超過10公里以上,它是由超強的火山活動制造的,只要出現(xiàn)這種火山巖,那么地球在這個時期就會出現(xiàn)劇烈的氣候變化。
但是,關(guān)于火山噴發(fā)的年代鑒定誤差往往都非常大,所以說到底是不是火山噴發(fā)導(dǎo)致之后的“卡尼期洪積事件”只能存疑。
第二種假設(shè)則是認為地殼運動導(dǎo)致的造山運動,由于地面隆起,來自海洋的季風(fēng)被山坡攔截,于是形成降雨,某些地區(qū)因此變得異常潮濕。
由于山脈不可能在所有地方都出現(xiàn),所以“卡尼期洪積事件”其實只影響少部分地區(qū),其中包括現(xiàn)在的地中海西面地區(qū)。
不管“卡尼期洪積事件”是不是全球性事件,無論如何這個階段的地球發(fā)生了劇烈的氣候變化,最終導(dǎo)致一些物種永遠地消失在歷史舞臺上。
另外的一些物種則從氣候變化中受益,并因此崛起,明顯恐龍很可能就是這場巨變的受益者,因為它們在此之后短短的400萬年時間內(nèi)就迅速占據(jù)陸地的生態(tài)位,體型也發(fā)生了巨大變化。
不過,在卡尼期之后不久,地球進入了一場更大的滅絕事件——三疊紀大滅絕或者第四次物種大滅絕,所以卡尼期很可能是地球在劇烈變化前的一個前奏。
早期地球,圖源:SwRI/Simone Marchi
地球真正可能持續(xù)性降雨的階段
我們前面說過地球降雨是因為水分的蒸發(fā),但是水分蒸發(fā)不一定是通過太陽輻射。
在地球剛剛形成的時候,它其實是非常熱的,因為地球早期是在不停地吸積和碰撞中逐漸長大的,而這兩個過程都會釋放能量。
當(dāng)這兩個過程基本結(jié)束后,地球便開始逐漸降溫,當(dāng)它的溫度下降到一定程度,原先蒸發(fā)的水分開始凝結(jié)成水滴和冰晶,直到可以形成降雨為止。
由于地球依然很熱,早期的雨水還沒有落向地面就被蒸發(fā)并重新回到空氣中,這個過程和我們現(xiàn)在的強對流天氣很像,所以當(dāng)時的地球肯定也是在電閃雷鳴中。
同樣的,水分的蒸發(fā)加速了地球的冷卻,但是這個過程持續(xù)時間依然比我們想象的要長很多。
地球繼續(xù)冷卻,直到水分可以在地球表面存在,雨水便在地表積累了起來,隨著時間的推移地球海洋便出現(xiàn)了。
地球海洋出現(xiàn)的時候,它可能還是處在“燒開水”的狀態(tài),水分蒸發(fā)的速度依然很快,這個時候地球依然會持續(xù)性降雨,直到地球表面徹底冷卻下來。
整個過程持續(xù)的時間很長,可能有幾百萬年,甚至上千萬年。
比較有趣的地方是,地球的生命很可能就是在這個持續(xù)性降雨的過程中出現(xiàn)的,因為強對流制造的閃電,其釋放的能量可能促進了有機物形成生命。
最后
如果地球上的各個角落,真的有一段時間是在持續(xù)降雨的話,那么肯定就是海洋形成過程的這個階段,而“卡尼期洪積事件”只是一個比較潮濕的階段,甚至可能不是全球性的事件。
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