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5000多万年前,江南曾是一片荒漠
2021-01-13 15:37:36   来源:化石网   评论:0 点击:

湿润的江南(图片来源:veer图库)显微镜下的现代植物花粉(采自北京奥林匹克森林公园,由作者供图)衡阳盆地早始新世主要孢粉化石,9-30为麻黄花粉化石(图片来源:参考文献[1])早始新世亚洲(a)和中国南方(


湿润的江南(图片来源:veer图库)



显微镜下的现代植物花粉(采自北京奥林匹克森林公园,由作者供图)
 
 
衡阳盆地早始新世主要孢粉化石,9-30为麻黄花粉化石(图片来源:参考文献[1])
 
 
早始新世亚洲(a)和中国南方(b)古地理图(图片来源:参考文献[1])

(化石网公众号)据科学大院(作者:谢宇龙 作者单位:中国科学院青藏高原研究所):杏花春雨江南,这是我们提到江南的第一印象。可是,你能想象吗? 这里在几千万年前,也曾经是一片荒漠。与今天降水充沛、河湖密布的烟雨江南截然不同。北纬30度的江南是个奇迹
 
江南,顾名思义,意为长江之南,在地理概念里特指长江中下游以南地区。狭义的江南,范围小一些,是被人文美化了的江南,更兼有文化上的内涵,通常是指苏南、浙北、上海及江北的扬州等地,平时我们所说的“江南水乡”一般指的就是这一区域。再扩大一点,也包括浙南、皖南和赣东北地区。
 
而广义上的江南地区主要包括位于长江以南、雪峰山以东、南岭以北和武夷山以西之间的“江南丘陵”以及长江三角洲地区,包括上海、苏南、浙江、皖南、江西和湖南部分地区以及湖北长江以南地区。天气预报中的所指的江南也大致为广义上的江南地区。
 
江南地区大致位于北纬30度附近,属于副热带高压的控制范围。纵观全世界同纬度地区,由于常年受副热带高压控制,降水稀少,大部分地区被沙漠覆盖。骄阳似火,干旱酷热,沙漠广布,是这里最忠实的写照。
 
然而,奇妙的是,当进入同纬度的我国江南地区,世界却仿佛变了一番模样,这里不仅摆脱了沦为干旱荒漠的厄运,反而成为了降水丰沛、林木葱郁的湿润季风区,成为了全球副热带沙漠中的一片绿洲。这要归功于青藏高原。
 
科学研究表明,青藏高原的隆起,极大地改变了亚洲大气环流的形势,导致了地球上最强大的亚洲季风的形成,并对北半球的环流产生重大影响。
 
可以说,江南的湿润与富足得益于青藏高原和亚欧大陆所赐予的季风气候,充沛的降水塑造了烟雨江南。
 
那么,在青藏高原隆起之前,东亚季风尚未建立之时,江南地区是否也如同今天的西亚与北非一样为沙漠所覆盖?
 
如何研究过去的气候和植被? 
 
现有的地质证据表明,古近纪早期(约5000-6000万年前)江南地区是十分干旱的。与今天的西北内陆干旱区一样,低洼处发育着干旱区特有的盐湖,比如湖南衡阳盆地和江西清江盆地在当时干热的气候条件下沉积了巨厚的岩盐矿床。
 
那么,那时的江南“干”到什么样子?有些什么样的植物存在呢?中国科学院青藏高原研究所的科研人员回答了这个问题。
 
虽然科学家没有时光机,但是,依靠化石的帮助,他们还是可以“穿越”到数千万年前。
 
这一次科学家利用的就是孢粉化石。
 
千百万年前,地球上也生长着形形色色的植物,而保存在地层里的孢粉就是那时候植物面貌的缩影。孢粉是植物孢子和花粉的简称。孢粉形态各异、体型微小,直径通常只有几十微米左右,这些微小到人的肉眼无法看到的小颗粒,体态轻盈,产量惊人。孢粉被风、流水携带到湖泊中沉积下来,掩埋在沉积物下面,经过漫长的时间,最终变成了化石。
 
孢粉虽然在地层中沉睡了千百万年,但仍可以反映出非常有用的环境信息,通过提取出地层里的孢粉化石,并借助显微镜进行鉴定、识别,通过分析和对比地层中孢粉化石的现存最近亲缘类群及其生长分布所适应的气候环境,便可以重建地质历史时期古植被、古气候的演变。
 
数千万年前,江南是什么样子?
 
湖南衡阳盆地是江南地区一个典型的红层盆地,红色地层广泛出露,一般认为红层是干旱气候条件下形成的,植被生长稀疏,孢粉容易被氧化而不易保存,因而很难从这种红层中提取出孢粉化石。
 
幸运的是,科研人员在衡阳盆地早始新世(距今5000多万年前)的红层中,找到了灰绿色、灰黑色的夹层,通过酸碱处理,提取出了保存完好、含量丰富、类型多样的麻黄花粉化石。麻黄是一种旱生灌木,目前广泛分布于亚洲、美洲、北非等干旱的荒漠地区,在我国主要分布于西北干旱山地、荒漠中及土壤瘠薄处。像现在江南这样气候湿润的地区,麻黄这种旱生植物已无生长。
 
麻黄花粉化石的大量存在确切地说明在青藏高原隆起之前的早始新世,现在湿润多雨的江南地区曾经十分干旱,为荒漠植被景观。定量估计当时的年降水量不超过230毫米,这与现在江南地区1000多毫米的年降水量相去甚远。
 
远古时期的江南荒漠是如何形成的呢?
 
距今5000多万年前,全球普遍高温,热带、亚热带的棕榈树和红树林的分布范围甚至北达北极地区,强大的副热带高压牢牢控制着江南地区。此时,印度次大陆还位于赤道附近,青藏高原的早期隆升主要集中在西藏南部,高原的主体尚未形成。广阔的边缘海从欧洲一直延伸到塔里木盆地西部,印度与亚洲之间尚有特提斯海的东段隔开,亚欧大陆的陆地面积比今天小得多。中国的地势总体上东高西低,在东南沿海形成了一条巨大的沿岸山脉,阻挡了海洋水汽向江南地区的输送,从而产生了类似于现今澳大利亚东部大分水岭这样的雨影效应,这进一步加剧了江南地区的干旱化。
 
结语
 
远古时代的孢粉化石在地层里沉睡了几千万年,它揭开了江南远古荒漠的神秘面纱。根据那些孢粉化石提供的信息,我们可以推测发生在几千万年前的故事的详细情形,并且可以知道,现在湿润多雨的江南地区在五千多万年前,也曾是一片荒漠。此时,你的心中除了对沧海桑田的感慨,也增添了一份对探索大自然奥秘的无比向往吧!
 
参考文献:
 
[1]  Xie, Y.L., Wu, F.L.*, Fang, X.M.*, Zhang, D.W., Zhang, W.L., 2020. Early Eocene southern China dominated by desert: Evidence from a palynological record of the Hengyang Basin, Hunan Province. Global and Planetary Change, 195, 1-10.

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