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科学家们在中国北部的准噶尔盆地里搜索。岩石记录了1.65亿年至1.55亿年前之间的气候剧变。凉爽潮湿的条件为更古老的岩石带来了大量煤,而较年轻的红色砂岩则形成于炎热干燥的气候。现在研究人员认为,这种变化背后有着奇怪的原因:当地地理位置的改变与一种被称为“地球真极漂移”的现象有关。

摄影: IRA BLOCK, NAT GEO IMAGE COLLECTION

撰文:MAYA WEI-HAAS

 最初,这次物种灭绝的背后黑手似乎是气候变化:1.6亿多年前的侏罗纪时期,在中国东北部凉爽潮湿的森林里,一群奇特的动物占据了海陆空。接着,几乎在某个地质瞬间,空气变暖,土地变干。随着水消失,生命也不复存在。研究人员一直在寻找气候在这次生态崩溃中起到的作用。

 最近发表于《地质学》杂志的一项研究指出,变化的不是气候,而是这里的地理位置。当地岩石的古地磁特征表明,在1.74亿年至1.57亿年前的某个时候,整个地区向南移动了令人惊讶的25度,把曾经的绿树成荫变成了干燥炙热的地方。

 这种“地球真极漂移”现象也体现在古老的岩石突然倾斜上:地球最上层,可能一直延伸到液态的外核,都明显在旋转,而与此同时,地球每天仍在围绕通常的自转轴旋转。来源:https://wzwxpx.com/xwzx/202412-83.html

 侏罗纪时期,地表和地幔围绕着一条假想线转动,这条线穿过了非洲西海岸的弯曲处,即贝宁湾。这是一场剧变,如果同样的情况发生在今天,那么插在得州达拉斯的旗子将会出现在加拿大曼尼托巴北部。在世界的另一侧,亚洲大陆则会向南疾驰而去。

 在过往的岁月里,地球可能经历过小规模的真极漂移,一些科学家认为,这种情况今天仍在继续。

 罗格斯大学和哥伦比亚大学的古地磁学家Dennis Kent没有参与此次研究,他说:“我们正在经历地球真极漂移。”

 不过要明确的是,现代气候变化与最近的真极漂移无关,而是人类不断向大气中排放温室气体导致的来源:https://wanghongming.com/cshi/202412-22.html。此外,关于侏罗纪时代的变化幅度,以及是否真的存在地球真极漂移,仍然存在争议。

 地球海陆古地图项目的负责人Christopher Scotese说:“这是合理的讨论,但比人们预想的更具争议。”

 研究地球过去和现在的地质漂移情况,不仅有助于解决争议,还能提高我们对地球复杂的运转机制的了解。

 苏黎世联邦工学院的地质学家Lydian Boschman没有参与此次研究,他说:“基础科学的研究仍在继续,这一点很重要。如果我们不了解这些基础问题,上层问题更无法解决。”来源:https://www.wanghongming.com/cshi/202501-147.html

曲折的过去

 虽然深层的地质旋转会对地表造成巨大影响,但地球的磁场基本上不受影响,因为磁场的产生源于地球外核(距离地表约2900公里)里融化的铁和镍的搅动。因此,研究人员可以利用与磁场契合的富含铁的矿物质,揭开地球过去的秘密。随着沉积物的积累与固化,岩浆冷却成为岩石,这些矿物质本身与地球磁场保持一致,就像指南针一样,记录了特定时期地球某个地方的具 *** 置。

 但并非所有岩石都是完美的速记员。在沉积物变成岩石的过程中,压缩会改变磁性特征,并影响我们推断其在地球上的位置。加拿大地质调查局的Kent和已故的Edward Irving通过筛除沉积物的干扰,专注于火山岩,发现了侏罗纪时期剧变的迹象。他们的研究结果发表于2010年,文中指出,在1.6亿年至1.45亿年前,地表发生了30度左右的变化。

 后来的研究渐渐填补记录上的空白,在今天的非洲、南北美洲和中东地区发现的证据越来越多地证明,全世界都处于侏罗纪时期的剧变中。但有一个地方基本上没有什么变化:东亚地区,包括蒙古大部分地方、中国、朝鲜和韩国。

 研究合著者、佛罗里达大学的古地磁学家Joseph Meert说:“在整个侏罗纪,那里的纬度几乎没有变化,但并不意味着没有受到干旱化的影响。”

 Meert解释说,部分挑战在于,用古地磁分析记录的地区位置并没有从足够长的时间中取样。虽然火山岩忠实地记录了地磁北极,但极点也有移动的趋势,因此研究人员必须用几千年的数据进行平均分析,解释地球真极漂移。来源:https://wzwxpx.com/xwzx/202412-113.html

 Kent还补充说,由于这片地区历史复杂,在讨论全球变化时,常被排除在外。其他大陆都可以追溯到大约1.8亿年前分裂的超级大陆:盘古大陆,而东亚的形成过程还不清楚。来源:https://wzwxpx.com/cshi/202412-112.html

 “它们完全自顾自地发展,”Kent说。来源:https://www.wanghongming.com/cshi/202412-75.html

巨大变化

 研究首席著者、中国地质科学院的易治宇告诉我们, 2015年夏天和2018年春天,研究团队都在寻找更可靠的古地磁记录,以确定东亚的地质运动。

 中国各地的岩石讲述了不同的故事,就像它们的颜色各不一样。中侏罗世的沉积物颜色较深,富含煤,这意味着古代地貌潮湿且长满了植物。与之相对,晚侏罗世地层的沉积物则呈现出红褐色,源于更为干燥的条件。

 研究团队共选择了57个地点的火山岩进行了采样,这些岩层形成了鲜明的对比。易治宇说,2017年,他们的分析证实了之前的工作,即较年轻的红色岩石形成于低纬度地区,那里的环境较为炎热干燥。但关键是第二年夏天,他们分析了较古老的样本,惊讶地发现它们来自高纬度地区。

 易治宇在邮件中写道:“那一刻,我意识到这些数据对我们的意义——我们终于发现了(地球真极漂移)的迹象。”

地球真极漂移可能是中国北方生物群落:燕辽生物群灭亡的原因。它们的消失为另一群生物的到来铺平了道路,即热河生物群,包括上图所示的热河龙化石。

摄影: O. LOUIS MAZZATENTA, NAT GEO IMAGE COLLECTION

 Meert坦承,最初他对这种剧变心有疑虑,但新发现让他坚信这一点。“我们说,是的,是的,就是这样。”他回想起与易治宇在北京一起检查数据时的场景,“转动和一切完美结合在一起。于是我们举起啤酒碰杯,说,我们就这么做吧。”

 结果显示,侏罗纪时期的地表每年旋转17厘米,导致东亚地区慢慢变得干燥,被称为燕辽生物群的古生物死亡。过去的研究表明,大约1.3亿年前,另一次小规模的漂移让东亚回到了温带气候,为热河生物群的出现奠定了基础。这些保存完好的化石带来了很多惊人发现,包括已知的第一种与鸟类没有直接关系的有羽毛恐龙。

未来的旋转

 “它的美妙之处在于非常简单。”意大利米兰大学的古地磁学家Giovanni Muttoni说道。他没有参与此次研究,但广泛研究了侏罗纪大迁徙。转动及其量级与过去的研究结果一致,将神秘的气候变化与这颗行星的旋转联系了起来。来源:https://wzwxpx.com/cshi/202501-205.html

 但Scotese却不认为过去2亿年里发生过地球真极漂移,他表示构造板块运动可以解释这种结果。侏罗纪时期,亚洲和北美洲缓慢移动,就像坐在一个围绕欧洲旋转的翘翘板上。北美洲向西北方向移动,而亚洲向东南方向移动。

 “在古地磁数据库中,有大量噪音,古地磁学家通常会做出各种曲解,试图把噪音降至最低,或者纠正被认为是错误的东西,”他说:“我不认同这种方法,我觉得这是对数据库的偏见。”来源:https://wzwxpx.com/cshi/202412-142.html

 另一些科学家则坚持认为,这些数据指向了地球真极漂移,以及侏罗纪时期的巨大变化。

 “它们是真实存在的,”Muttoni说:“它们被记录在岩石里。”

 如果真是这样的话,还有很多问题悬而未决。首先,我们还不清楚是什么带来了如此巨大的变化,其中必然牵涉到地球质量的重大重新分配。Boschman说,可能是俯冲带的诞生(一个板块俯冲到另一个之下的区域)驱动了漂移。Kent补充道,也有可能是已经俯冲下来的板块断裂,导致地壳碎片沉入地幔,打破了地球的平衡。目前,我们还无法解决很多地质问题。

 “现在整体认知有了拓展,我们也许正处在整个事件的关建时刻,”Kent说:“但与此同时,我们也有可能走了点弯路。”

(译者:Sky4)来源:https://wzwxpx.com/cshi/202501-202.html

来源:国家地理中文网(官V)来源:https://wzwxpx.com/bkjj/202412-72.html

地球(1)地磁(1)侏罗纪(1)

研究地质历史时期气候变化的方法如下:

古生物学方法是基于生物化石的研究。生物化石是保存在岩层中的古代生物遗体或痕迹,这些化石记录了古生物的形态、数量、分布等特征。通过研究化石,科学家可以推断出古代气候环境的特点,例如温度、湿度、酸碱度等。

地质学方法是通过对不同地点和不同时期地层沉积相(沉积物的生成环境、生成条件和其特征的总和)变化的研究来推测沉积环境,并与现代的气候条件比较。例如,可以通过分析黄仿消答土中粉尘颗粒的大小,来确定当时的风速和气桥灶候干燥程度。

气候变化研究中也会使用化学方法,例如通过分析冰芯中的化学成分来推断古代气候环境。冰芯是一种保存在冰层中的古代大气样本,其中包含了古气候的信息来源:https://wzwxpx.com/bkjj/202412-44.html

通过分析冰芯中的化学成分,科学家可以推断出古代大气中的二氧化碳浓度、温度、湿度等参数。研究地质历史时期气候变化需要综合运用多种方法,这些方法相互印证,使得我们对古代气候环境的理解更加准确和深入。

研究地质历史时期气候变化的意义:

了解地质历史时期的气候变化可以帮助我们更好地理解地球的气候敏感性,以及地球生存的环境及未来的变化。通过研究过去的气候变化,我们可以推测出未来可能的气候趋势,从而更好地应对全球气候变化所带来的挑战。来源:https://www.wanghongming.com/zhishi/202412-54.html

地质历史时期的气候变化对于现代气候的形成也有着重要备慧的影响。通过对古气候的研究,我们可以了解现代气候的形成过程,以及气候变化对地球生态系统的影响。这些知识可以帮助我们更好地了解现代气候变化的规律和趋势,为环境保护和可持续发展提供科学依据来源:https://wzwxpx.com/cshi/202501-174.html

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