恐龙如何度过“火山冬天”

大约在2.02 亿年前，地球上发生了一次大规模的火山喷发事件，火山喷出的气体和尘埃在很长一段时间里遮挡住了太阳，由此引发了漫长的寒冬。那次事件导致了三叠纪生物大灭绝，地球上3/4 的物种灭绝了，其中包括许多大型爬行动物。然而，恐龙却幸运地存活了下来，它们战胜了寒冷，迎来了温暖的侏罗纪和白垩纪，一直存活到6500万年前。那么，恐龙经历了怎样寒冷的“火山冬天”，又是如何熬过那种严寒的呢？

三叠纪的火山喷发

恐龙大约出现于2.3 亿年前，那时的地球已告别了古生代，进入中生代的三叠纪，这是中生代的第一个纪，开始于2.52亿年前，终结于2.01 亿年前。到了三叠纪的中晚期，原始的恐龙和最原始的哺乳动物已经生活在地球上，海中也有了鱼龙之类的水生爬行动物。那时是恐龙时代的黎明期，恐龙还比较弱小，远远没有达到在动物世界中称王称霸的程度。

三叠纪的地球与现在很不相同，因为当时的所有陆地都连在一起，是一块超级大陆。这块超级大陆形成于约3 亿年前，人们称它为“盘古大陆”或者“泛大陆”。到了三叠纪晚期，地下软流圈的岩浆活动异常剧烈，巨大的压力导致“盘古大陆”发生分裂，并引发大规模的火山喷发，这持续了很长时间。

火山喷出了大量有毒气体和二氧化碳，它们扩散到空气中，导致全球气温升高。这一剧烈的气温变化摧毁了在火山喷发中幸存下来的大部分植物，动物的生存更加艰难，很多动物灭绝了。

大量火山灰在火山喷发停止后仍然滞留在空中，它们使天空阴沉多年，到达地球表面的阳光变得稀少，全球气温随之下降。当火山喷发形成的热量在大气中消耗殆尽时，地球便转而进入寒冬。“火山冬天”降临了，它导致更多的动植物走向灭绝。

找到“火山冬天”的证据

恐龙被认为适合在温暖的气候环境中生活，大致上说，它们适合三叠纪潮湿的温室环境。但科学家的研究表明，恐龙的确也遭遇了寒冷的“火山冬天”，它们显然还成功地度过了那个时期。

这项研究由中国科学院南京地质古生物研究所和美国哥伦比亚大学的科学家共同完成。科学家在研究中发现恐龙经历过严冬的考验。他们在我国西北部的准噶尔盆地找到了冰的证据，这些证据是带有恐龙脚印的岩石。他们在2022 年7 月2 日的《科学进展》上公布了这一发现。

通常，人们都认为恐龙是一直生活在茂密的热带丛林中的。在三叠纪晚期和侏罗纪早期，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喷发。许多科学家认为，由于高含量的二氧化碳，当时的地球变得很湿热，气候是相对温暖的。另外，也没有证据表明当时有任何极地冰盖。相反，在当时的地球上，茂密的森林似乎一直延伸到极区。

准噶尔盆地位于高纬度地区，在三叠纪，那里被认为生长着广袤的森林，众多针叶树和落叶树生长在巨型的古老湖泊边。恐龙一定曾经生活在那里，这是因为人们发现了它们留下的脚印，很多都保存在湖底形成的砂岩中。

但那里的气候真的如此适合恐龙生存吗？新研究告诉了人们更多的信息。这些信息表明，尽管大气中的二氧化碳含量很高，但那里的冬季仍然是严酷而寒冷的，湖水可能会结冰，至少部分湖水会被冻结，证据就存在于那些有恐龙脚印的岩石中。

羽毛帮助恐龙度过寒冬

科学家研究了那些岩石，岩石颗粒的大小表明它们不是当地原始湖泥的沉积物。也就是说，那种岩石是从别的地方被外力推送到这里的。最有可能的情况是，由于天气寒冷，湖水将沙砾冻结在冰里。待到气候回暖，冰块漂流，那些沙砾便搭上了冰块的“顺风车”，随着冰块漂流到另一个地方。随着浮冰融化，它们沉积到了新的区域。这些新来的沉积物和原来的湖底沉积物是不同的，它们成了当时有结冰现象的证据。

在三叠纪，火山喷发留下了大片的熔岩，其范围覆盖达700 万平方千米，横跨非洲、欧洲和美洲。这表明岩浆喷发断断续续地跨越了至少数万年，甚至可能是100 万年。这可能意味着“火山冬天”会持续不断地发生，它们长短不一，有的可能持续几年或者幾十年，有的可能长达数百年。因而，研究小组得出结论：寒冷对动植物的伤害可能一直蔓延到了热带地区，一些无法抵御寒冷的爬行动物在这样的打击下走向了灭绝。

然而，恐龙却存活了下来，因为当时许多种类的恐龙都拥有温暖的“羽毛外套”。化石证据表明，恐龙拥有羽毛，这是它们与当时其他爬行动物差异较大的地方。羽毛足以让恐龙在三叠纪晚期漫长的冬季中存活下来。这些恐龙幸存者在变暖了的侏罗纪时期迅速繁衍，它们有可能迁徙到其他地区。在那里，脆弱的“原住民”已经灭绝了，那些已经灭绝的爬行动物留下的空地成了恐龙新的生存空间。

科学家认为，羽毛可能只是三叠纪晚期恐龙能够度过漫长的寒冬，以及侏罗纪初期恐龙多样化并在全球蔓延的众多原因之一，恐龙之所以能成为如此成功的物种，应该还有其他原因。

文章来源：《中国科学报》

（责任编辑：嵇刊）