地球南极资源
与地质学研究综述（9）
胡经国
南极洲曾是动物避难所2.5亿年前南极洲
⑴、2.5亿年前弗勒比施和他的研究组大致上可以断定，在2.5亿年前的生物大灭绝中，南极充当了最后的避难所；至少有1/3的陆上动物，在那里度过了成百上千万年的蛰居期。二叠期晚期，南极比现在更靠北，气候也比现在温暖，可能还有一些植被。不知道于什么原因，当其大陆在火山海啸中分崩、漂移时，南极洲所受的影响，并没有到让物种灭绝的。地表生态受到损害，但是像南极科布尼西亚兽那样的小型动物活了下来。它们或者钻到地下，或者找到一块安全的地方蛰伏起来食物很好，显然还能支持它们的存活。大灾难后日子很艰难，但是南极洲相对稳定的地表状况和生态环境，为很多像南极科布尼西亚兽这样的气候难民提供了家园。一部分哺乳动物来到了南极，不过这并不是好像季节性迁徙那样的转移。根据对那些化石和世界各处古地质的研究，弗勒比施认为，南极科布尼西亚兽是凭着求生的本能迁移到南极大陆的。当全球变暖的进程一天天加剧，局部的气候灾变逐步发生，很多动物失去了自己原来的栖息地，只好离开家园，寻找新的生活空间。南极科布尼西亚兽就是这样，在不断的迁移中来到南极，并在那里最终存活下来。
通过研究，弗里比施和他的团队确认在南极发现的化石是一种生活在二叠纪晚期的食草哺乳动物。
⑵、幸存的南极科布尼西亚兽那时候的南极洲不像现在这样，覆盖着永久冰层。芝加哥菲尔德博物馆的约尔格弗勒比施说。他和他的同事安杰勒兹科Angielczyk），以及美国华盛顿大学的克里斯蒂安西德尔ChristianA.Sidor）一起，常年在南极洲附近发掘化石。最近，他们确认了一些化石的确来自二叠纪它们是一些在二叠纪生物大灭绝时期幸存下来的动物。
古生物学家称呼这种动物为南极科布尼西亚兽Kombuisiaantarctica）。根据现存的化石，研究者还不能复原出这种动物的全部细节但是在提交的研究报告中，弗勒比施还是对这种动物做了大致描述：这是一种小型的哺乳动物，从鼻子到尾巴尖，它的个子50厘米都不到。这种动物体型和家猫差不多，住在树上，以树上的嫩叶为食，有时也会跑到地面上活动。
在二叠纪大灭绝之前，南极科布尼西亚兽是地球上最常见的哺乳动物之一。它们爪子细长尖利，没有皮毛，趴在树上的样子可能更像是蜥蜴，而不是我们现在常见的哺乳动物的样子。事实上，南极科布尼西亚通过产卵繁殖后代，也不怎么照料自己的孩子弗勒比施和他们同行甚至不确定这种食草的小兽是温血动物还是冷血动物但它们的确是世界上最早期的哺乳动物，并且也是有脊椎的。
在突然爆发的气候灾难中，大部分科布尼西亚兽都灭绝了，只有一小部分生活在南极洲的活了下来。不过幸存下来的南极科布尼西亚兽也不是今天哺乳动物的它们生活了很多年，然后默默地在进化过程中灭绝。但它的确是那时候地球生态环境的一部分在南极发现它们的化石，可以帮助古生物学家了解到，史前全球变暖，到底对地球的生态造成了多大的，同时又了怎样的保留。南极洲最极端气温地区发现保存完好的动植物化石一国际研究小组在南极洲发现一个“失落的世界”，当地高山保留着保存完好的动植物化石其状态与约多万年前突然被冰冻时一样。
这次发现的地点是南极洲一个名叫“干谷”的未结冰地区中发现的很多古生化石，可能是在地球温度降以前，留在南极内陆冻土带的最后一批生命。
这研究小组由美国波士顿大学教授戴维马尚与北达科他州立大学教授亚伦艾许华及亚当刘易斯教授领导他们收集冰川、南极生态系统、火山灰数据，加上计算机模型，推测出南极洲气候变化过程。其研究报告发表于美国《国家科学研究院学报》。
马尚教授说：“我们已了解南极洲发生气候巨变的时间和程度”万年前，南极洲气候开始发生巨变，在万年时间内，最高气温下降到只有，导致大量苔鲜和昆虫灭绝南极洲从此进入永久性深冻状态。
刘易斯说，这次在南极洲“干谷”头一次发现湖床沉积物其中包括保存完好的藓类植物、硅藻及小甲壳动物化石，特别令人感到兴奋。亚伦艾许华指出，这些硅藻和藓类植物化石与现存品种几无分别但现存这类植物品种在世界各地都可找到，唯独南极洲没有。
刘易斯又说，如果能够解开南极洲这一气候变冷的谜团，就有助于预测未来气候暖化状况。这次发现也有助于科学家解开火星上的秘密，因为南极洲“干谷”地区拥有最极端的环境，气候干燥、长年刮狂风，寸草不生，被认为与火星表面很相似。引起南极洲“干谷”这次大冰冻的原因还不清楚，但研究人员推测，可能是大气中二氧化碳含量改变，也可能是板块构造发生变化，影响了海洋环流，导致气候变化。一名大学生在南极洲东部采集到的一批新化石表明，南极洲曾经比现在要温暖得多。
这些保存十分完好的介形亚纲动物一种小型甲壳动物化石的年代可以追溯到约1400万年前。它们是由北达科他州立大学学生理查德·托马森发现的。
由于介形亚纲动物无法在南极洲目前的气候条件下生存，它们的存在表明南极洲并非一直像现在这样寒冷。
研究人员认为，南极洲滨海地区的生态环境曾类似于巴塔哥尼亚高原的苔原后来由于气温急剧下降，南极洲才变成今天所看到的模样。
据波士顿大学的戴维·马钱特估计，南极洲夏季的温度曾经比现在高出17。
在约3400万年前的始新世末期，当第一批将整个南极大陆覆盖的冰床开始在南极洲出现时，南极洲的这一温暖期开始终结。马钱特说，这些冰床反复扩大和缩小，直到约1400万年前的中新世，发生了一次剧烈的降温，将苔原转变成“今天看起来像火星一样”的环境。
马钱特说，气候学家还确定不了是什么原因引起了这次剧烈降温。报道中科院南京古生物研究所的沈炎彬研究员，在19871988年，19941995年间，两次深入南极，将大箱南极化石带回了南京，为撩开南极远古神秘面纱提供了重要线索。
虽然在南极呆了三个多月，但由于天气的关系，能够外出采集化石的机会不超过一个月，科考人员就趁着老天爷赏脸的机会玩命工作。沈炎彬说，一个夏季考察结束，在乔治王岛菲尔德斯半岛及纳尔逊北岸约40公里范围内进行了比较详细的地层古生物调查，共找到11处化石产地其中，有7处是新发现的找到了白垩至早第三纪孢粉、植物叶、木材、鸟类足迹化石以及淡水硅藻、有孔虫、海生双壳类、介形类化石千余块有109个属、212种，其中2个新属、48个品种是首次在南极发现。形形色色的南极化石都是珍贵的南极远古资料。
南极并非一直为冰层所覆盖实际上，作为超级古老大陆之一，在远古，南极曾是印度、南美洲、南非的近邻。沈炎彬说，生物化石的证据显示，亿万年前，南极的极地风貌与今天不同那时南极是一片潮湿、温暖的地带那里长着高大的树木、森林而且他还推断，当时南极半岛和南美南部存在着一条类似巴拿马地峡连接带。
沈炎彬在南极长城站附近发现了多种南极古老落叶植物的化石遗骸、许多石羊齿、假山毛榉的树叶化石，各种各样的蕨类树叶，甚至还在附近发现了一截粗壮的树桩化石。
假山毛榉的树叶比较宽大，脉络也非常清晰。沈炎彬，树叶的形态、大小是判断它的生情况最好的依据这片树叶化石的珍贵就在于，由于这片树叶长得非常强壮，推断当时曾经生长过非常粗壮的大树。
蕨类的物种也非常丰富沈炎彬分析说，这是南极大陆曾经温暖潮湿的最好证据。
南极曾经温暖潮湿，表明南极在远古是绝对不会在现在的极地位置，那么它来自哪里？古地层的证据表明，在晚白垩世至早第三纪始新世时，南美南端与南极半岛间很可能有一条不规则的、狭窄的连续陆地相连，其古地理特征与现代连接南美、北美洲的巴拿马地峡十分相似。南极发现2.45亿年前古脊椎动物洞穴化石
据报道，美国一支古生物学研究团队宣布，在南极大陆冰川边缘第一次发现了距今约2.45亿年前早期三叠纪时代的四足脊椎类动物洞穴化石这将南极大陆早期存在生物的历史提前了至少1万年，也为南极大陆与非洲大陆相连接提供了依据。
该洞穴化石是在一条河边发现的，在细沙被河水冲刷以后露出了洞穴的顶部。经过科学家测量，这个洞穴长约14英寸，6英寸宽，3英寸深。科学家在洞穴中没有发现动物遗骸和化石，但是在洞穴出口处和底部的坚硬沉积物上发现了大量动物的足印化石。根据发现的遗迹化石，科学家推测，这个洞穴属于一种2.45亿年前蜥蜴类古代脊椎动物。华盛顿大学古生物学教授克利斯汀·赛多尔认为，通过这个洞穴化石，科学家能够在附近地区找到更多的古脊椎动物化石，而这个洞穴的被发现将推动南极地区古生物研究的进程。
由美国国家科学基金会提供经费，由威斯康辛大学、华盛顿大学、范德比尔特大学、伯克自然历史博物馆等高等学府古生物学家和动物学家组成的研究小组从2003年开始，在南极大陆的“维多利亚陆地”进行了古生物化石的搜集和挖掘工作。科学家们在2003年，2005年和2006年，在位于南极大陆瓦尔冰川和艾伦山脉地区，相继发现了一些古代虾类化石。但是还没有发现脊椎动物化石和相关的遗迹。而在“维多利亚陆地”发现的古代动物化石要比这个洞穴化石的年代晚至少万年。
科学家称，2.45亿年前蜥蜴类动物洞穴化石的发现，将改写南极大陆的古生物研究历史这也将补充南极大陆古生物的记录。华盛顿大学古生物学教授克利斯汀·赛多尔称这一发现有可能带动更多的古生物骨骼化石的发现也将证明在远古时代，南极大陆与非洲大陆是相互连接的，而且那时的南极大陆应该适合部分古脊椎动物生存。南极发现最完整的蛇颈龙化石2006年美国和阿根廷的科学家在南极洲维加岛发现一头幼年蛇颈龙的骨骼化石。这是迄今发现的最完整的蛇颈龙化石之一。
蛇颈龙是一种生活在万年前的大型海洋动物与传说中的尼斯湖水怪十分相似。当时南极洲比现在温暖得多。根据阿根廷南极学会与美国科学基金会发表的联合声明，新发现的幼年蛇颈龙骨骼化石约米长，是成年蛇颈龙体长的。化石将在美国南达科他州一个地质博物馆展出。
成年蛇颈龙可以长32英尺。而且它可以像企鹅一样用它的鳍飞出海面。
科学家说，位于蛇颈龙化石腹部的骨骼保存最为完好，可以看见叉状的肋骨和许多圆形的小块腹部骨骼。他们推测这些腹部骨骼可能用于保持浮力或促进消化。
科学家认为，蛇颈龙化石所在的浅水域可能正是当时海洋动物生育后代的地方之一通常蛇颈龙要长到足够大才能返回深水域。由于发现地点被火山灰所覆盖，科学家猜测，这头蛇颈龙可能死于火山爆发或被火山灰埋葬。
美国科学基金会说，挖掘工作十分艰辛科学家在南极洲严酷的气候条件下工作，并且顶着每小时公里的风。由于出土的蛇颈龙骨骼化石很重，阿根廷出动了军用直升机运送化石。
8、南极鸟类化石的研究美国科学家的一项新研究显示，与鹅和鸭相似的现代型鸟类曾经与恐龙一同生活在白垩纪后期。这意味着现代型鸟类并不是在恐龙灭绝之后才诞生的。
美国北卡罗来纳州立大学的科学家在一期英国《自然》杂志上报告说，他们对一批在南极发现的鸟类化石进行分析，得出了上述结论。
这些化石是1992年发现的，出土于白垩纪后期地层，距今6800万至6600万年。在其出土地点附近的同期地层中还发现了中型恐龙鸭嘴龙的牙齿化石。
研究小组重新分析了这些鸟类化石及其周围岩石，从脊椎、骨盘、足骨等的形状确认，这种鸟可能是现代水鸟的直系祖先。
科学家说，这种鸟的翼展约为50厘米鸟骨上没有发现原始鸟类骨骼内部像年轮一样的生长线。它是一种现代型的鸟类，属于雁形目，与鸭科动物的亲缘关系非常近。鸭科鸟类是最常见的游禽，天鹅、雁、鸭都属于这一科。
迄今发现的最古老鸟类是始祖鸟它生活在约1.5亿年前的侏罗纪。此后的白垩纪出现了许多鸟类。科学家一般认为，始祖鸟及其后裔在进化过程中走入了死胡同，并不是现代鸟类的祖先。
一些科学家提出，现代型鸟类是在约6500万年前的第三纪才诞生的。当时，曾经称霸地球的恐龙灭绝了，空出了大片栖息地，幸存的少数鸟类迅速进化，导致了鸟类物种的大爆发。
也有科学家持相反意见，认为在恐龙灭绝之前，现代型鸟类的进化已经进入了多样化时期。
9、生物化石研究显示2.5亿年前南极地区树木繁茂古生物学家对南极生物化石的研究显示，2.5亿年前的极地风貌与今天完全不同。那时南极附近的岛屿布满森林。
2.6亿年前的树叶化石显示，这种灭绝的树叫做舌羊齿（Glossopteris）。它的形状很像圣诞树，但是叶子却不呈针状。
地质学家已经发现了三种南极古老落叶植物的化石遗骸，还有许多树叶的化石。它们位于树干附近。树桩化石所处的位置，就是它们原来生长的地方。
范得比尔特大学的地质学家莫利米勒说：在比尔德莫尔冰川区域，一些树桩化石甚至穿破雪地。它们并不是一些矮小的灌木，相反，这些树很大。从树干的直径来推算，有些可以达到24.6米之高。
与今天的任何树木都不同，这种早已灭绝的树长得相当密集，平均4平米大约就有1颗树它们生长在距南极20或25度的地方处于这一纬度，一年之中有半年都见太阳。
至于它的外貌，长得很像圣诞树，下大上小，呈锥形。树叶呈大而宽的长矛形，而不针状，从夏季末开始落叶。科学家不知道树叶是否会变色，但答案很可能是肯定的。那时，南极的气候比现在温暖得多，但同时树木也要忍受半年没有阳光的黑暗期存活下。
瑞典斯德哥尔摩自然历史博物馆馆长坎特瑞说：“它们的生长与阳光有着密切的关系。”化石上的年轮表明，树木每年夏季生长稳定，而到了冬季几乎停止生长。它们的生长过程极有规律，就像是被上了发条一样。现代的落叶树木的生长，随着温度降低而变得缓慢；当天气变得寒冷时，它们会停止生长。
坎特瑞还表示，他们发现了完整树桩化石群。尽管以前曾经发现过二叠纪的树木化石，但是发现完整的树桩化石群体，这还是第一次。研究者们可以据此测量树木的间距，推算树木的高度，从而可以推测它们是如何获得阳光和能量的，也可以间接得到有关二叠纪时期气候状况的珍贵资料。
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