|
几年前，地质学家尼尔·戴维斯前往玻利维亚，在成堆的鱼类化石中寻找关于泥土的答案。他想知道这些鱼在大约4.6亿年前游过的古老海岸线的更多信息，也许还想知道它们是如何死亡的。他发现，这些鱼可能是在暴风雨期间，被河水迅速冲进海里的泥沙噎住了。 在世界其他地方的岩石中也有类似的被窒息的鱼。这是在植物“殖民”大陆之前，所以河岸没有根或茎来捕捉陆地上的泥质沉积物。 如果将这种影响在全球范围内放大，其影响将是巨大的，不仅是对沿海生物，而且对整个地球的景观。在植物出现之前，河流会将大陆上的淤泥和黏土（淤泥的关键成分）剥离，并将这些沉积物带到海底。这样一来，大陆上就会布满贫瘠的岩石，海洋里就会出现窒息的鱼类。 一旦植物到达陆地，情况就开始发生变化。泥浆附着在河岸的植被上，滞留在那里，而不是直接流到海底。戴维斯现在在英国剑桥大学工作，他和他的同事们发现，在大约4.58亿年前到3.59亿年前，陆地植物的扩张与陆地上10倍多的泥土的增加是同时发生的，而且河流的流动方式也发生了显著的改变。第一批植物和泥土的出现“从根本上改变了世界的运转方式”。 生命进化出了适应新的淤泥和新的河流形状的“工具”，导致了生命和景观的多样化，并延续至今。植物对这种变化起着关键性作用，但泥土也起到了一定的作用，因为它增加了大陆的凝聚力（与沙子不同，湿泥土会粘在一起）。 戴维斯现在正在研究早期植物是增加了泥土的生成，还是将更多泥土困在原地，还是两者都起了作用。泥巴是你能想到的最常见、最丰富的东西之一。这项研究还可以为现代有关河流工程项目（如水坝建设）的决策提供信息。了解植被控制河流流量和沉积物堆积的方式，有助于防止造成密西西比河沿岸和世界其他主要水道洪水的一些灾害。 淤泥和河岸当地质学家说到泥浆时，他们指的是潮湿时粘在一起的微小颗粒。随着时间的推移，由于风、雨、冰和雪的作用，这些颗粒经常从较大的岩石上分解下来。真菌和微生物也能分解岩石并形成泥浆。 在植物到达陆地之前，泥土大部分都是通过河流送到海底的。一旦植物出现，它们不仅把沉积物固定在原地，而且它们的根还会物理地分解岩石，释放出化学物质，使岩石进一步粉碎。通过这些方式，植物加速了地质学家所说的“大陆泥工厂”。 自20世纪60年代以来，地质学家们已经注意到，在地质记录中，在植物到达陆地之前流过的河流，往往与形成大陆变绿后的河流看起来不同。剑桥麻省理工学院的地球科学家泰勒·佩伦在《2017年地球和行星科学评论》上发表了关于控制地貌形成的因素的文章，他说，最早的河流与今天沿着阿拉斯加砾石海岸翻滚的河流相似。 阿拉斯加的河流沙砾累累，在沙洲上形成了许多辫状的河道，当它们周期性地溢出时，不断地下沉并形成更多的河道，就像海滩边缘的小溪一样。没有任何东西固定这些河岸，它们持续崩塌形成新的河道。但是，植物的到来阻止了海湾的侵蚀，泥土增加了河岸的凝聚力，所以河流不太可能崩塌成编织状。相反，他们开发了一条单一的通道，以连贯的“S”形蜿蜒穿过景观，就像今天密西西比河和亚马逊河的部分河段一样。从这个意义上说，植物的出现“是地球上发生过的最好的自然景观实验之一。
河流的形状可能看起来微不足道，但它对河流内部和周围的生活有着深远的影响。例如，蜿蜒河道的弯曲可以改变水的温度或化学性质，使其与直线运行的部分不同，并创造出植物和动物需要适应的新的微环境。 斯坦福大学古生物学家凯文·博伊斯在《2017年地球和行星科学年度评论》上与人合作撰写了有关植物进化的文章，他表示，即使是与苔藓类似的最早的植物，也可能已经开始改变河岸沉积物的积累方式。大约3.86亿年前，当植物进化到树的大小时，它们获得了减缓风力的能力。当强风在树枝上削减时，被风吹到的细颗粒会掉落到地上，留下更多的沉积物在树干和茎之间。 生活在泥沼中这对早期的千足虫和蠕虫类动物提出了新的挑战。为了穿过泥地，像蠕虫这样的动物会通过收缩身体、伸展身体、挤出路上的水并向前移动来制造裂缝。这与在沙地上行走不同，后者需要动物挖掘挡路的物体。所以早期的蚯蚓和昆虫必须进化出身体的某些部位，以适应更泥泞的运动。 反过来，这些运动也可能帮助塑造了泥土本身。例如，一些无脊椎动物通过吸收沉淀物来获取营养，在它们的内脏中发生的化学反应可以形成细小的颗粒，这些颗粒在它们的粪便中以泥的形式出现。
早期穴居动物对其泥泞环境的最大影响可能是使泥土松散，并使其在河流和景观中分散。随着单股河流的兴起，淤泥有更多的机会扩散到洪泛平原。这样的平原沿着编织状的河流发展就不那么容易了，河流的堤岸很容易随着水位的上升而崩塌。 人类砍伐了森林的现代河流表明，没有植被会破坏河岸的稳定，使河岸变得不牢固。了解河流中植物和泥土的相互作用，可以帮助人们努力使受侵蚀的河流恢复到更稳定的状态。从植物和动物第一次出现在陆地上开始，生命总是聚集在河流周围。 |
|
|
