经常去户外的人可能会看到在高海拔的山地,见到一种匍匐在地,一丛一丛开百花的植物。它们会给你的户外旅行增添一些可看的素材。这种植物有一个很好听的名字叫“仙女木”。
仙女木是蔷薇科仙女木属植物。属于常绿半灌木,根木质;茎丛生,匍匐生长,一般高3-6厘米,分布于亚洲、欧洲和北美高山地带。在中国分布于新疆中部。性喜温暖和阳光照射的生态环境,能耐寒,耐干旱,要求在富含腐殖质、疏松肥沃、通气透水的砂壤土中生长。
气候变化的标杆
上图是上海自然博物馆中的极地仙女木标本,采集于北极地区,由于它们怕热喜冷的特点,通常其生长范围会随着寒冷天气的南进而向南扩张,因此地理学家或古气候专家把它作为寒冷气候的标志。科学家在欧洲的苔原化石地层中,两次发现了仙女木与低温相关的证据,因此认定仙女木是一个极好的低温环境指示物种。
在距今大约1.7万年前,最后一次冰河期结束以后,地球气候开始变暖,气温逐渐地回升。两极、北美和北欧的冰川开始消融,海平面逐渐上升,当时中国渤海、黄海地区大片的中纬度草原被海水淹没。到了大约距今1.3万年前,北美和北欧的冰雪已经融化了相当大一部分,南北半球春暖花开,陆地上一片生机勃勃的繁荣景象。
但是,就在大约年前,全球的气温又突然陡降,世界各地再次转入严寒,两极和阿尔卑斯、青藏高原等地的冰盖向周围持续扩张,许多本来迁移到高纬度地区的动植物大批死亡。这一次降温过程突然而剧烈,在短短十年内,地球平均气温下降了大约7、8℃。并且这次降温持续了上千年,直到年前,气温才又开始回升。这就是地球历史上著名的“新仙女木事件”。它的得名由来是:在欧洲这一时期的平原沉积层中,发现了原本在北极地区的一种草本植物化石,仙女木的残骸。更早的地层里也有同样的两次发现,分别称为老仙女木事件和中仙女木事件。
新仙女木事件
气温降低7~8度,看似就像今年冬季的一场寒潮天气,今冬全国各地已经从冷藏到冷冻经历了几次了,有网友调侃,“小伙伴们早晚冻死在天气预报里。”但是一场寒潮往往几天就过去,然而新仙女木事件的这场全球大降温却一下持续了超过千年!想想都有点恐怖。
新仙女木事件是根据丹麦哥本哈根北部阿尔露德剖面粘土层所发现的八瓣仙女木花粉而命名的,又称为Y.D事件,简单来说就是在距今1.29万年~1.16万年时,原本正处于变暖期的地球变暖进程突然中断,并出现全球性的快速气温下降,整个事件持续约年,全球平均气温在该事件中下降6℃。
而因此对地球上的生态带来的影响也是巨大的,在这一时期,仙女木繁荣生长的同时,但却给很多大型动物带来了灭顶之灾。诸如大家所熟知的猛犸象、剑齿虎和披毛犀就是在这次寒潮中阵亡了的,新仙女木事件不仅弄死了很多史前大型动物,而且重创了史前的古新印第安人。克劳维斯人因此突然消失,原来生活在中高纬度地区的古人类种群要么被淘汰,要么被迫向低纬度地区迁徙,因此新仙女木事件对石器时代文明也产生了巨大的影响。
杀光猛犸象的克劳维斯人
大约年前,克洛维斯文明以其特有尖尖的石质工具而闻名,他们拥有特定的工具来猎杀大型哺乳动物,并以此席卷了整个北美洲大陆。曾有假说,猛犸象就是被克洛维斯人杀光而灭绝的。并且根据考古发现,至少在年前,古人就已经迁徙到了现今南美洲智利中南部的蒙特沃德(Monteverde),那里后来发现了一处重要的原始石器遗址。但是,关于克洛维斯文明的后代与其它南美洲其它文明的后代之间的关系,却一直扑朔离迷。
根据放射性碳定年法,克洛维斯文明遗迹可以追溯至年前末次冰期,克洛维斯文化大约于年前出现,维持的时间大约在到年之间。而他们却在大约年前又神秘消失了,他们是怎么消失的呢?
德国人类科学研究所在一份声明中说。北美克洛维斯文明,曾扩张到了中美洲和南美洲的假设。但终究他们没能在中、南美开花结果延续下来。但科学家发现大约年前,克洛维斯文明DNA却在繁衍中神秘消失了。而今天的南美人中也没能发现存在克洛维斯文明的DNA。哈佛医学院的遗传学教授和霍华德·休斯医学研究所的研究员大卫·赖克说,当时可能发生了大洲范围的人口替换。简单来说,就是克洛维斯人被其他人种代替了。当然关于克洛维斯人消失的另一假说是,新仙女木事件是导致这个种族灭亡的直接原因。
彗星撞地球还是洋流改变导致?
一直以来,新仙女木事件的诱因都认为是北美冰架的融化导致洋流改变所导致的。
众所周知,地处高纬的北大西洋沿岸各国,到了冬天,并不像其他相同纬度的地区那么冷,这是由于受一个由低纬流向高纬的“北大西洋暖流”暖水海流影响造成的,而推动这些海流运动的动力,是不同海域海水温度和盐度的差异,人们将其称之为“温盐环流”,它就像空调机那样,把低纬的热量带向高纬,使热带不会过热,而寒带也不会过冷。
如果气候变暖,分布在格陵兰岛、北美和欧洲北极地区的冰川就会大量融化,大股淡水流向北大西洋,一下冲淡了在此处本该下沉的高盐度海水团,低盐度的海水密度相对较小,不能下沉,此处的“温盐环流”便停止运转,继而像塞车一样,大西洋南部温暖的海水也无法北上,印度洋和太平洋的海水也无法从好望角方向为大西洋补给。于是,全球的“温盐环流”就停止了。
支持这种假说的证据之一是年前的一次冷事件。在年前,北美的冰雪还没有完全消融,在那里有两个被冰川形成的大坝围成的大盆地,积满了水,形成大湖。这两个大湖,一个叫阿加西湖(Agassiz),一个叫奥吉布韦湖(Ojibway)。它们的面积大约分别相当于美国的五大湖吧,储水量也大约相当。公元前年,一直充当缅尼托巴湖大坝的冰块忽然崩裂,缅尼托巴湖决口,大量淡水经由哈得逊湾注入北大西洋,通过上面所说的机制,引起了一次持续几十年的北半球降温事件。之后,气温回升。但是公元前6年的时候,奥吉布韦湖也忽然决口了,又引起了一次降温。这两次事件隔得很近,所以把它们合在一起,称为8年前冷事件。
最近,又有研究发现,很可能是因彗星撞击所致。加州大学圣塔芭芭拉分校教授詹姆斯肯尼特(JamesKennett)和他的同事们提出多项古生物学和地质学证据,证明12年前地球曾遭遇大块陨石(或彗星)撞击,导致气候巨变。研究报告发表在《科学报告》杂志上。
科学家认为,这颗陨石撞击地球形成的陨石坑应该是墨西哥、加拿大和格陵兰岛发现的几个陨石坑中的一个。而在五大湖区坠落的陨石直接摧毁了前面提到的克洛维斯文化聚集地,所以他们突然就从地球上消失了,但这一假说并未获得历史学界的普遍认可,很多科学家都将新仙女木期的气候变冷完全归因于地球气候系统周期性变化本身。
位于格陵兰冰川下的陨石坑
此前支持撞击假说的证据绝大多数都是在北半球发现。詹姆斯·肯尼特和他的同事们在位于南半球高纬度地区的智利PilaucoBajo遗址进行了研究,在有12年历史的沉积岩中发现了大量微小球体。科学家认为,这些微小球体为撞击球,即陨石坠落时受高温影响产生的岩石融化痕迹。这些球体所在的岩层铂金和黄金的浓度极高,还含有自然界中少见的天然铁颗粒。此外,科学家还在古老尘埃中发现了碳微粒和燃烧痕迹。
对人类文明的影响
那么新仙女木事件对人类文明进程带来了什么影响呢?最重要的是摄食方式出现了改变。具体来说就是流动式采集生业在许多地区被定居式加工采集生业取代,并可能促进了农业的出现。
首先,获取食物的方式发生了变化。在温暖的气候下,植被茂密,水量充足,大型哺乳动物、水果等自然资源的数量多、密度高,原始人类的采食效率高。在这种情况下,狩猎采集的生业方式更为经济,原始人类的食物需求容易得到满足。然而在气温下降之后,食物链受到影响,大型哺乳动物南迁或生长减慢,可供采集的植物类食物数量减少,原始人类为了获取更多的食物,必须增加觅食范围,也就是说会在更大的范围内流动。
实际上,在考古记录中也出现了支持流动性上升的证据,例如石器体积下降,笨重的砍砸器比例下降,灵活的细石器比例上升等等。解释这种现象很简单,就是在食物密度下降时,原始人类需要携带工具和武器频繁移动。
随着干冷气候的继续演进,原始人类扩大收集范围的策略显得越发不经济,花在大范围采集上的热量可能已经无法通过由此得来的食物弥补,在这种情况下,人类终于开始新的采食策略——拓宽食谱。在考古学记录中,拓宽食谱的标志是废物堆中出现了大量小型动物骨骼、坚果壳,而大型哺乳动物的比例下降,也就是说原始人开始吃之前看不上的食物了。
在这个阶段中,和人类行为变化同部的还有生态环境的变化。喜暖湿的植物让位于喜干冷的植物。以中国北部为例,中国北部地区的山前地区出现了大片的橡树林,这为居住在这些区域的人类提供了新的食物来源。橡子淀粉支链度高难以消化吸收,且含有较多的单宁不易除净,因而其加工品仍有涩味和对中枢神经有毒害作用,所以采食橡子的原始人类必须对其进行深加工——将橡子磨碎后水煮,以充分去除其含有的丹宁,并使橡子淀粉更易吸收。
这样复杂的加工流程促使人类必须花更长的时间、使用更复杂的工具对获得的植物性食物进行加工,这一方面使人类在单一地区居住的时间变长;另一方面使新的工具产生,用于研磨的磨盘、磨棒大量使用,原始的、用于储存和加热的陶器出现。
在新仙女木事件后,另一个变化带来的影响,那就是古人类居住的亚热带-温带地区四季变化更为分明,夏季和冬季之间的雨热变化扩大。在四季分明的气候下,夏季和冬季人类可以获得的食物是完全不一样的,夏季食物丰富,冬季食物稀缺,人类开始注重食物资源的储蓄,以免在食物匮乏的冬季挨饿。于是一方面古人类开始群集有用于在冬季储蓄食物的长期定居点,并开始建造用于储存食物的窖穴——这可能导致了最早的建筑出现,另一方面开始选择储备易于保存的食物——耐保存、热量高的禾本科植物的种子可能就是在这种情况下进入人类的视野并被人类不断有意无意的食用和选育。而我们知道,目前人类主食中小麦、水稻、大麦、粟、玉米都是禾本科植物,这绝不是偶然的。而禾本科一年生,可杂交,适应力强,热量高的特点让处在寒冷环境的人类因此受益无穷,不用到处狩猎找食物,在种植禾本科植物的过程中促使了农业的出现。
梵观点:人类靠技能能走到今天,很多时候都是被逼无奈。