「世界屋脊」青藏高原曾是「熱帶雨林」?琥珀化石揭秘四千萬年前的故事

7月
07
2020


分類:科技
作者:何莉香


知識就是力量雜誌
撰文/冉浩(科普作家、動物研究者、物種網站長)
眾所周知,青藏高原海拔很高,被稱為「世界屋脊」。但近日,中國科學院南京地質古生物所主導的中外聯合研究團隊發布研究結果揭秘了這片神秘高原的「另一幅面孔」:4000萬年前的西藏中部曾存在一片巨大的「熱帶雨林」。現在的你,是不是很好奇「熱帶雨林」是怎麼變成「世界屋脊」的?
新的琥珀埋藏地
故事要從倫坡拉盆地說起,它位於青藏高原中部,是一塊狹長地域。這裡是地質學家和古生物學家們鍾愛的地方之一——因為在盆地的中東部有發育得比較好的沉積岩層,足足有三五千米厚。
小知識
沉積岩,就是隨著時間的推移,泥沙一層層覆蓋上去,然後逐漸變成了石頭。在這個過程中,當時的一些動植物遺體、殘骸等會被埋住,然後變成了化石。
所以,我們能從沉積岩中找到化石,並且推測出當時的情況。
這裡的沉積岩由上層的「丁青組」和下層的「牛堡組」構成,前者距今大概兩三千萬年前,後者則大約四五千萬年前(「XX組」,就是地質學家對不同類型或年代的沉積岩層的稱呼)。
在「丁青組」的下層,靠近「牛堡組」的位置,科學家找到了一個埋藏琥珀的地層,這些琥珀通常小於1厘米,嵌入在灰色的泥岩中。這也是西藏地區的首次琥珀記錄。
本次科研人員發現化石的西藏地區倫坡拉盆地(圖片來源/中新網)
曾經的熱帶雨林
科學家對這些新發現的琥珀進行了成分分析,並與已知的植物類群進行比對。你也許知道,琥珀原本是植物滴落的粘稠樹脂,歷經了數以幾千萬年的時間逐漸石化,但與其它化石不同,它仍然保留著很多有機質,總會保留下一些成分和線索。
那麼,最後得到的結果是什麼?這裡的琥珀是什麼植物滴落的樹脂形成的?
答案是一類叫做龍腦香科的植物。具體哪種?沒有看到樹木枝葉的化石,很難說。但至少,確定了植物類群。
幸運的是,這個類群的植物還建在,並且依然生活在歐亞大陸,如我們所熟知的青梅、望天樹、龍腦香等。它們的莖幹高大,有很多物種都能產生粘稠的樹脂,並且氣味芳香。大名鼎鼎的天然冰片,正是從龍腦香的樹脂中純化提取出來的。這是一個適應熱帶氣候類型的植物類群。而一個埋藏著這種琥珀的地層,則意味著,這裡,曾經有過大片的含有龍腦香科植物的森林。它們曾在這裡形成了高大的喬木,遮天蔽日。
這裡,曾經是熱帶雨林。在時間上,應該屬於較早的「牛堡組」,距今估計4000萬年前。
本次研究的孢粉化石(圖片來源/中新網)
本次研究的介形蟲化石(圖片來源/中新網)
科學家同樣分析了埋藏琥珀的岩層,通常來講,岩層的地質年代和環境應該是和裡面埋藏的琥珀化石是一致的。他們分析了岩層的花粉化石。這是一些微小到肉眼無法看到的小顆粒,數量龐大。古生物學非常善於用花粉化石進行斷代和分析,並把它們作為一把地質學上的時間標尺。
分析的結果顯示,這些劃分大多數屬於松類等裸子植物,然後是被子植物,比如櫟類,蕨類植物的孢子則很少見。這個物種組成的話,看起來應該是個溫度不太高、降雨不太多的狀態。
說明此時已經有了隆起的高原,氣候已經開始變冷、變干。大概就是在地質歷史上晚一些的「丁青組」的狀態吧?
等等!
剛才不是說熱帶雨林嗎?
這就尷尬了……
除非,有這樣一種可能——原來埋藏樹脂的那些沉積物被破壞掉了,琥珀暴露了出來。然後,它們又被後來的泥沙重新掩埋了。而重新掩埋的時候,這裡已經變成了另外一種森林形式——以松類等為主體的耐寒森林。
大陸相撞後隆起的高原
之前的研究已經證實,在很久以前,歐亞大陸和印度次大陸並沒有在一起,青藏地區的南緣濱臨大海,熱帶氣候在這裡孕育了大片的雨林。到了約5000萬年前左右,印度次大陸一頭撞上了亞歐大陸,並向下俯衝。而亞歐大陸則向上隆起,就像一張厚紙一樣,慢慢翹了邊,有了褶皺。青藏地區的海拔開始上升,喜馬拉雅山開始隆起。
通過這次在倫坡拉盆地的發現,我們大概可以做出如下推測:
在最初的一兩千萬年內,海拔上升有限,氣候依然溫暖濕潤,能夠讓熱帶雨林的植物繼續存活。此時,仍然是「牛堡組」。但是,隨著地面不斷隆起,海拔持續升高,氣候開始變得涼爽、乾燥,森林生態系統開始掙扎,雨林逐漸變成了闊葉林、松林。這時,就變成了「丁青組」。最後,森林終於撐不住了、活不下去了,變成了草原,青藏高原也慢慢形成了今天的狀態。
後來,寒冷的高原逐漸演化形成了自己獨特的動植物體系。其中的一些,比如披毛犀等,在後來的冰河時代到來時,走出了青藏高原,向大陸的其他地方擴展,然後,又在冰河時代結束時滅絕。直至今日,我們依然能夠看到那裡的一些特有物種,比如大名鼎鼎的氂牛、藏羚羊和白唇鹿等。一次規模宏大的大陸碰撞,就這樣深刻地改變了青藏高原的環境。

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