为什么史前会下几百万年的大雨?

为什么史前会下几百万年的大雨?

地星引力,某青少年科普杂志编辑一枚~

史前并没有下几百万年的大雨,这是某些完全不专业的自媒体为了流量编造出来唬人眼球的。


一般提到“几百万年的大雨”,其指的就是三叠纪中晚期的卡尼期洪积事件,这其实是全球气候从干旱转为潮湿的一个大转折,但是并不是“下了几百万年的雨”,而是在数百万年内全球气候比较潮湿,经常出现雨季与洪涝而已。

要搞明白这一点,我们还得从三叠纪的气候开始说起。

三叠纪开端于 2.52 亿年前,它继承了二叠纪时期的海陆分布格局,地球上几乎所有的陆地都拼合到了一起,形成了泛大陆。从三叠纪早期到三叠纪中期,泛大陆越聚越紧密,在大约 2.4 亿年前的三叠纪中期到达顶峰。

三叠纪早期(2.5 亿年前海陆分布)

此外,三叠纪还继承了二叠纪的高温干旱气候。二叠纪末期的大规模岩浆溢流让地球温度快速升高,原本由于石炭纪以及二叠纪早期大规模森林生长而引起的二氧化碳含量降低,以及寒冷环境因此而改变了。在岩浆溢流喷发出来的巨量二氧化碳影响下,二叠纪末期,以及三叠纪早期的地球温度可能上升了 8℃左右,两极冰盖完全消失。

加色的部分都是干旱带

同时巨大的泛大陆面积最大时从南极延伸到北极,而且由于面积巨大,平均海拔比较高,因此不仅隔断了洋流,还在陆地上形成了一个巨大的热源(岩石的比热容比较小,阳光照射之后升温比海水快,而且海拔高,得到的阳光热量更多),由此造成了巨大的海陆温差,并引起了地球历史上最强烈的季风气候。在季风气候之下,泛大陆赤道及中纬度的内陆区域形成了面积巨大的荒漠地带,这里仅有夏季的少数几个月份能得到降雨,其他时候几乎完全干旱,越是深入内陆,越是如此。在这两个因素的作用下,三叠纪早期 - 中期基本上都是干旱炎热的状态。

不过这种气候到了晚三叠纪的时候就突然变了,从卡尼期中期(2.34-2.32 亿年前)开始,地球气候突然变得潮湿多雨,这个潮湿多雨的阶段持续了接近 200 万年的时间。科学家们在这一时期的地层中发现地层岩性从碳酸盐岩(灰岩以及白云岩)突然变成黑色页岩或硅质岩,碳酸盐岩一般形成于炎热的浅海中,由于海水的快速蒸发,海水中的钙离子和镁离子过饱和,因此与二氧化碳反应形成灰岩和白云岩;而页岩的形成是由于水深变深,来自陆地的微小泥质沉积物在深水处沉淀所致;硅质岩也与此类似,这是由于陆地风化增强,岩石中容易被风化的物质快速消失,剩余的硅质成分难以被风化,又被带到海洋中沉淀下来所致。此外,科学家们还发现了当时陆地环境中有机土和潮湿土增加,喜湿性植物孢粉含量增加等等一系列证据。

全球地层中发现潮湿证据的地点,可以说明这是一次全球性事件

卡尼期发生的这个气候转变被称为“卡尼期湿润幕”或者是“卡尼期洪积事件”,很多自媒体为了博眼球经常会将其说成“三叠纪时期,地球下了几百万年的雨”这种话,当然这是非常夸张且不正确的说法,事实情况是这一时期只是潮湿多雨而已,地球从炎热干旱的气候便到了炎热潮湿的气候中来。

为什么会出现卡尼期洪积事件呢?

目前有两种主流观点:一些学者认为泛大陆的持续聚合并隆起形成较高的地形对全球大气环流系统产生了强烈影响,导致超级季风气候的形成,在北半球反映为冬季盛行向南穿越古特提斯洋的干燥北风、夏季盛行向北的在古特提斯洋北岸带来大量降雨的潮湿南风,促使了古特提斯域湿度增加。而近期,新的证据表明兰格利亚大火成岩省爆发可能是该事件的主要诱因:火山喷发导致 CO2 和其他温室气体(如 SO2)排入大气,引起海洋酸化和全球变暖,使风化作用和剥蚀作用速率增加,造成碳酸盐台地的消亡以及硅质碎屑的大量沉积。但是尽管这一事件已有近 30 年的研究历史,但其具体触发机制尚不清晰,需要更多的地质证据和更丰富的研究手段来解决。[3]

参考文献:

[1] 塔斯肯, 李江海, 李维波,等. 三叠纪全球板块再造及岩相古地理研究[J]. 海洋地质与第四纪地质, 2014, 034(005):153-162.

[2] Sun Y D, Joachimski M M, Wignall P B, Yan C, Chen Y, Jiang H S, Wang L, Lai X.2012. Lethally hot temperatures during the early Triassic greenhouse. Science,338:366-370.

[3] 赵向东, 薛乃华, 王博,等. 三叠纪卡尼期湿润幕事件研究进展[J]. 地层学杂志, 2019, v.43(03):80-88.