2019年12月27日星期五

科学家发现最古老的森林遗迹

科学家在开罗附近的一个废弃采石场发现了世界上最古老的。这些有3.85亿年历史的岩石中含有数十棵古树的木质树根。这一发现标志着地球历史上的一个转折点。当进化出这些根时,它们便能从空气中吸收并将其封存,进而从根本上改变了地球的气候,并产生了人们今天所知的大气。

该遗址非常特别,研究小组成员、英国卡迪夫大学古植物学家ChristopherBerry说,采石场的地面大约有半个美国橄榄球场那么大,代表了穿过古森林地表下土壤的水平切面。“站在采石场的地面上,我们可以在想象中重建周围的森林。”Berry说。

Berry和同事在2009年首次发现了这个遗址,目前仍在分析其中的化石。一些石化的树根直径达15厘米,在树干曾经矗立的地方形成了11米宽的水平放射状图案。研究小组近日在《当代生物学》上报告说,它们似乎属于古蕨属,一种有着大的木质根和带叶的木质枝干的树,在某种程度上与现代树木有亲缘关系。

Berry说,在此之前,最古老的古蕨属化石的年龄不超过3.65亿年,而这种树究竟是什么时候进化出现代外观特征的还不清楚。

未参与该研究的北卡罗来纳大学古植物学家PatriciaGensel说,该遗址表明古蕨属在此前的2000万年前就做到了。“这些根系的大小确实改变了图景。”她还补充说,即使在20年前,研究人员也认为拥有如此庞大而复杂根系的树木,在地质年代的早期并没有进化出来。

加州帕洛阿尔托斯坦福大学地球家KevinBoyce说,像这样的树木对古代气候有很大影响。深深的树根穿透并分解土壤内外的岩石。地质学家称这种过程为“风化”,它会引发化学反应,将大气中的二转化为地下水中的碳酸盐离子。这些碳最终流入大海,被锁定为石灰岩。

由于风化作用及其连锁效应,在木质森林出现后不久,大气中的二氧化碳含量降至现代水平。在几千万年前,这个数字是今天的10到15倍。一些研究表明,大气中如此多二氧化碳的去除直接导致了氧气水平的持续上升,到3亿年前,大气中含氧量约为35%。这反过来又可能导致了当时巨型昆虫的进化,有些昆虫的翅膀宽达70厘米,并可能生活在古代的森林里。

几千万年后生长在该古森林中的树木也对现代气候产生了间接影响。Berry之前曾撰文论述这些森林的化石是如何形成煤炭,并推动欧洲和北美工业革命的。

这不是Berry和他的同事第一次探索原始森林。19世纪,研究人员曾在离该遗址约40公里的纽约州吉尔博发现了一片化石森林,其中包含有3.82亿年前的古树化石。但2010年,Berry和同事发现,吉尔博森林的树根属于更原始的树木,可能与蕨类和楔叶类植物有关,它们没有产生具有很大风化潜力的木质深根。

这意味着生长在开罗遗址的树木是创新者。“树木的叶子可以产生阴影,并且有一个很大的根部系统,这是一种以前不存在的现代树木。”Berry说。

来源:科学网

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