宇宙与生命：热室地球（组图） 2011-10-20
冰雪消失后的世界
中国低碳网讯 五千六百万年前，碳元素在大气中奥秘增多，导致地球温度飙升。从此，在宇宙眨眼的瞬间，生命永远地改变了。
古生物学家James Zachos 拿着一段记载着五千六百万年前在极热期（PETM）大西洋大变化的沉积物。白色的浮游生物贝壳在海底泥水中减少，更多的则变成红色。Zachos说，二氧化碳的含量不但在大气中降低，而且也涌向海水，使海水酸化，腐蚀了贝壳。
很久以前，地球温度其实并不像现在这样高；五千六百万年左右以前的世界面貌，与现在迥然不同。那时，大西洋还没有完全张开。各种动物——包括人类的祖先——可以从亚洲出发，经由欧洲大陆与格林兰岛抵达北美，整个行程都不会有冰雪阻挠；那之前，地球温度已经比现在要高得多。然而，伴着新古世（Paleocene epoch）的终结和始新世（Eocene）的到来,地球温度越来越高——升温速度也越来越快。
造成这一变化的原因是大量碳元素突发的地质性释放。目前，仍不明白在古新纪―始新纪极热期（英文缩写为PETM.学界也称之为高温纪（fever period））排放到大气中的碳元素到底有多少。根据粗略估计，其总量相当于人类将地球上现有的煤、石油以及自然气燃烧完毕所释放的碳元素量。古新纪―始新纪极热期持续了十五万年多，直至地球重新掉吸收多余的碳元素。极热事件引发了干旱、洪水和虫灾，并导致部分生物灭亡。陆地上存活下来的物种——虽然它们的确繁衍生息——形态发生了巨大的变化。碳元素飙升虽发生在远古，它所引发的物种进化却影响至今，现实上，人类自身也深受这次进化的影响。而现在，人类正在重演这段历史。
密歇根大学脊椎动物古生物学家Philip Gingerich认为，“我们应当将古新纪―始新纪极热期作为一次范例，予以高度关注——因为人类目前的所作所为正在影响着大气。”他说：“就仿佛你失掉了某个东西，花了成千上万年才重新找到平衡。”
侏儒期：树叶化石上的洞孔表明，比格霍恩的昆虫数目与种类都增多了。说明二氧化碳和气温在PETM时都增高了。一些动物体积缩小。
Gingerich与其他古生物学家共同发现了发生在古新纪末的生物剧变。而剧变的根源在于碳元素的变化。40年来，Gingerich一直在大角盆地搜集这一时期的化石。大角盆地地处高原，绵延数百英里，位于怀俄明州北部，西接黄石国家公园。通常，Gingerich会在盆地北部边缘一片名叫Polecat高台的狭长地带进行挖掘。波利卡特高台(Polecat Bench)已经成为他的第二个家：他的小农舍及目可见。
某个夏日的午后，我和Gingerich驾着他那辆78年版的蓝色雪佛兰Suburban，顺着一条尘土路到达台顶，再连续开往南边的顶峰。从这里可以很明白地看到灌溉的农田以及周围零星分布的油井。他解释说，在冰川时期，波利卡特高台是肖肖河（Shoshone River）的河床，那时它还集满鹅卵石呢。后来，肖肖河向东改道，它在黄角盆地上土质更柔软、年代更古老的沉积物上开辟出新的流域。同时，黄石河（Yellowstone River）在克拉克叉口（Clark's Fork）也发生着同样的情形。现在，波利卡特高台处于两条河流之间，高出河谷500英尺。一千年来，高台两侧不断受到风蚀，夏季的雨水流向凹凸不平的贫瘠之地。沉积物暴露在外。而这些沉积物来自新古新纪―始新纪极热期的沉积物正好在高台的南峰。
Gingerich正是在这里发现了大量哺乳物化石。在半山腰处，一组百来英尺厚的红色沉积岩将山谷包围起来，看起来很像糖果手杖上的条纹。Gingerich在那组沉积岩中发现了最古老的奇趾类哺乳动物脚印化石，最古老的偶趾类哺乳动物脚印化石，还有真正的灵长类动物化石，它们分别包括马、牛以及人类。类似的化石在亚洲和欧洲也已经被发现。他们四处分布，仿佛无处不在。九百万年前，一颗小行星撞尤卡坦半岛，引发了一场地球灾害，学界普遍认为这次撞击造成了恐龙的灭亡。但是现在看来，地球仿佛是因为经历了另一次冲击而步入现在的体系。
现在，在干旱的的比格霍恩，铁锈色的氧化土壤记述着五千六百万年前的那场极热事件
Gringerich研究古新纪―始新纪过渡期的前二十年，多数学者认为，那只不过是从一种化石到另一种化石的过渡期。1991年，两位海洋生物学家James Kennett和Lowell Stott对碳同位素——碳的不同形态——进行了分析以后，这种观点开始有所转变。这些碳的同位素是从南极洲附近的大西洋海底提取出来的。在来自这一时期的化石中有一种微小生物化石，被称作有孔虫类（简称forams）。其中碳的同位素中碳比例的巨大变化表明，短短的几个世纪内，有大量“新鲜”碳涌入海洋。它们也可能扩散到空气中，以二氧碳的形式吸收太阳能，使地球升温。氧的同位素形态则表明海洋温度从海面直到海底泥沙都降低了。而有孔虫类主要生活在海底泥沙中。
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