Ice ages were not as dry as we thought, according to surprising new Australian cave study

在冰河时期,干燥、冰冻的地形覆盖了北欧、亚洲和北美的大部分地区。许多植物和动物从这些荒凉、恶劣的景观中撤退,到更适宜居住的地方寻求庇护。

但是世界其他地方发生了什么呢?很长一段时间以来,科学家们一直认为,在冰河时期,全球普遍处于干燥状态,而在两个冰河时期之间的温暖时期,气候要湿润得多。

这种解释塑造了我们对过去地球上植物、动物甚至人类居住地的理解。然而,这可能并不正确。

我们在《自然》杂志上发表的新研究表明,冰河时期实际上比以前想象的要潮湿得多——至少在南半球的亚热带地区(从南纬20°到40°)。

在过去的大约100万年里,地球的气候在寒冷的冰期(或“冰期”)和温暖的“间冰期”之间摇摆不定。目前我们正生活在一个间冰期,被称为全新世。它开始于大约11700年前,在持续了大约11万年的最后一次冰期之后。

在冰期,气温较低,大气中的二氧化碳较少,冰盖覆盖了更多的地球。在间冰期,温度更高,空气中有更多的二氧化碳,大冰原只在格陵兰岛和南极洲存在。

来自北半球的证据表明,在冰河时期,巨大的冰盖覆盖了欧洲北部、亚洲北部和北美,冰层以南的大片地区被冻土带覆盖。冰川环境极端恶劣的观点后来延伸到这些地区之外,因为有证据表明,冰川时期几乎到处都没有树木,大气中充满灰尘,包括澳大利亚。

然而,我们的新研究表明,在南半球的大部分地区,部分冰期实际上比今天更湿润。

了解过去有多潮湿的一种方法是观察在地下洞穴中发现的被称为洞穴的矿床。这些沉积物,包括石笋和钟乳石,随着时间的推移,雨水通过土壤和石灰石流入洞穴。

我们可以利用洞穴随时间的增长程度来了解水的可用性变化。更多的洞穴生长普遍反映了更湿润的环境,而更少的生长则表明环境更干燥。

由于缺乏年代久远的长期记录,我们对南半球气候和环境过去变化的认识受到了限制。

为了解决这个问题,我们从澳大利亚南部的两个洞穴地区的洞穴中收集了样本,东南部的Naracoorte洞穴和西南部的Leeuwin-Naturaliste洞穴。

利用基于自然存在的铀衰变的年代测定技术,我们确定了洞穴中300多个单独的洞穴碎片的年龄。结果,我们得到了过去35万年的降水记录。

我们的研究揭示了令人惊讶但极为一致的趋势。在过去的35万年里,湿润的时期总是发生在较冷的冰期,而间冰期一直是干燥的。

我们还研究了被困在同一个洞穴里的花粉化石。在冰期大气二氧化碳含量较低的情况下,树木很难生长,但需要水分的草本植物和灌木在冰期繁盛,但在间冰期受到抑制,这证实了测年证据。

接下来,我们使用来自南澳大利亚的新记录作为南半球亚热带地区的基准,并将它们与来自南部非洲和南美洲的其他已发表记录进行比较。我们发现湿冰期和干间冰期并不局限于澳大利亚南部,事实上,它们形成了一个半球范围的格局。

气候模式模拟也显示了上一个冰期周期的类似模式。

这种对南半球冰期情况的新认识将改变我们对过去植物、动物甚至人类运动和扩张的解释。

以前的假设是,在冰期,降雨量减少迫使许多需要更高湿度的动植物进入被称为“避难所”的小宜居区域。

然而,我们的研究表明,至少在南半球的亚热带地区,冰期通常是相对稳定的环境,有充足的水,即使低水平的二氧化碳意味着植物生长缓慢,相对不多产。

我们的研究要求我们在如何看待地球上过去的冰河时代环境方面进行重大的范式转变。

本文转载自The Co在知识共享许可下的对话。阅读原文。The Conversation