寒武紀大爆發為地球帶來了一場生命「爆炸」,啟動了動物演化的進程。為了解釋這個現象,科學家提出了無數理論,其中包含近期一篇關於大量動物糞便的研究。如今又多了一個看似奇特的想法:數百萬年前侵蝕殆盡的巨型南極山脈。
一項對南極鋯石微粒的最新分析強烈暗示,這片冰封荒原曾經聳立著一座雄偉的山脈。隨著這些古老山脈經年累月的侵蝕風化,它們釋放出豐富的營養鹽,滋養了食物鏈最底層的生物。這些生物進行光合作用,使大氣中的含氧量大幅躍升,對更複雜的生物而言無疑是一大福音——而此後的發展便成為歷史。澳洲國立大學的地球科學家陳蓓(Bei Chen)與Ian Campbell在近期發表於《地球與行星科學通訊》(Earth and Planetary Science Letters)的論文中公布了這項發現。
研究團隊在論文中寫道:「如果演化的快速推進是對有利環境變遷的回應,那麼寒武紀期間發生的劇烈演化變化,應該與同等重要的環境變遷相對應。」
移山倒海之力
研究團隊主張,這項劇烈的環境變遷正是南極失落山脈的侵蝕作用。為了進行這項研究,研究人員從南極12個不同地點採集了1,712顆鋯石顆粒。接著,他們利用鈾-鉛定年法進行年代測定,這種方法有助於精確判斷鋯石的結晶年代。從這些測量數據中,研究團隊在鋯石顆粒的年代分布中辨識出四個峰值。
結果顯示,最高的峰值出現在6.5億至4.5億年前,恰好與超級大陸岡瓦納大陸(Gondwana)的形成時期吻合。根據該論文,超級大陸的聚合導致了大陸級板塊的相互碰撞。在條件適當的情況下,這些碰撞會孕育出巨型山脈,過程與喜馬拉雅山系的形成如出一轍。
超級山脈的崛起
研究團隊說明了他們相信鋯石證據指向失落山脈的原因。首先,先前的研究顯示,澳洲中部的岡瓦納大陸板塊與南極板塊當時應以足夠快的速度相互移動,從而產生如此巨大的造山力道。其次,研究團隊在論文中指出,他們所研究的地質沉積物與喜馬拉雅造山帶的沉積物具有共同的關鍵特徵。
研究團隊進一步表示,由此形成的山脈規模將遠超過現今所見,因此將這些已經消失的地形稱為「超級山脈」可謂實至名歸。倘若此推論為真,這些所謂超級山脈的消失對寒武紀大爆發具有重大意義。首先,這些山脈蘊含了生命的「必要營養鹽」,例如磷、鐵及碳酸鹽分子。
生命的奇蹟
正如研究團隊在論文中所述,就我們所知地球系統緊密相連的範疇而言,這個論述與其他關於寒武紀大爆發的理論同樣「合理」。換言之,正確的「答案」很可能是各種因素的綜合作用,提供了生命演化的合適條件。而這些失落山脈,很可能正是其中之一的關鍵因素。
研究人員總結道:「地球史上最戲劇性的演化時期,與地球史上最重要的造山時期——岡瓦納超級山脈的形成與侵蝕——相互吻合,這不太可能是巧合。」