森林真的越多越好?3亿年前这场大灾难,地球已经告诉我们答案了
- 百科
- 2023-11-22 09:51:23
无限制的扩大森林面积,也许不是一件好事?
植物以二氧化碳为“食”,如果森林面积足够,就能解决现在二氧化碳过多造成的“温室效应”,还能让空气更清新环境更优美,似乎对人类没有任何坏处。
但其实,在地球远古的历史上,曾发生过森林面积实在太大、最终导致“生物大灭绝”的事件。
这到底是怎么发生的?森林的面积要有多大,才能达到“大灭绝”的那条线?
科学家也不知道地球上第一棵树是从哪里生长起来的,但是,现在还是基本判定出了第一片森林的位置和出现的时间。
2017年,中国古生物学家在国际学术期刊撰文,提出了一种树木在3.7亿年前生长的理论。该理论的依据是在新疆塔城出土的植物化石。
那些在地底被发现的石头,至少在3.7亿年前是树木,经过沧海桑田的变化,当年死掉的树木矿化成为了石头。
(塔城地区的树木化石,距今在3.7亿年前)
除了我国,在美国纽约地区一个被废弃了的采石场内,科学家也曾发现过树木的化石。根据检测,这些树木至少形成于3.85亿年前。
国内外的化石树木被发现,让科学家把最早森林形成的时间,划定在了3.9亿年到3.6亿年之间。根据地质时期的划定,这属于地球上的泥盆纪中期。
科学家认为,该时期森林的逐步出现,并蔓延到各地,最终改变了地球大气的结构。在此之前,地球大气中的二氧化碳浓度较高。动物大都还生活在海洋中,有些具有四足,可以像现在的两栖动物那样,偶尔离开海水上岸活动。
而随着森林的出现,地球大气开始改变,又直接影响到了动物的演化进程。有些动物开始离开海水,长时间在陆地活动,并最终演化形成为了陆生动物。
现在科学家的推断是,当时出现的植物是蕨类,它们是怎么一步步影响并改变气候的呢?科学家们提出过一个理论。
当时的树木穿透地表深入地下,能够分解土壤中的岩石成分。在地质学里,这被称之为“风化”。
这个过程进一步引起了连锁反应,导致空气中的二氧化碳通过转化,成为了地下水中的碳酸盐离子。这些物质又经过水流,最终被汇入了大海中。
(画家想象中石炭纪时期的森林)
随着大气中二氧化碳的含量下降,森林又在持续释放氧气,使得大气中的氧含量水平开始升高。科学家的估算是,3亿多年前,大气中的氧含量水平在35%左右。
氧气含量的升高,又反过来影响了动物的进化。比如在当时的昆虫,用现在的昆虫去衡量,它们都是巨物。一些巨型的蜻蜓或者其他昆虫,翅膀展开能达到70厘米宽。
巨蜻蜓复原模型
此前科学家认为,正是由于氧含量的升高,才使得当时地球上的昆虫身材庞大。但也有理论认为,高氧水平并不是造成昆虫体型庞大的主要原因。
彼时有些昆虫身材大,但也有大量的昆虫,其体型跟现代的昆虫是基本一样的。
(煤层中的昆虫化石)
更为关键的是,到了后来的二叠纪末期,地球上的氧含量水平下跌,维持在15%左右的水平,可当时的地球上,还是能看到大量身躯庞大的昆虫。
这就说明,大气中氧气含量的高低,并不是影响动物体型的唯一因素。动物在进化的同时,植物本身同样也在进行着演化。而且一不小心,还把自己搞到了小规模灭绝的地步。
石炭纪想象图
现在人们都知道,地球上的煤,是远古时期未被分解的植物尸体,一层一层堆叠形成的,但现在的植物死后会腐烂成渣,远古时代的森林,为什么就不会呢?
这主要是因为,在一个地质时期内,树木乃至森林演化的太快,以至于分解它们的微生物都还没有出现在地球上。
该地质时期,大约是在3.5亿年前,和树木刚出现的3.9亿年前比起来,地球上又已经经历了4千多万年的演变了。
现在的蕨类植物
经过漫长的演化,这一时期树木等植物类的细胞中,产生出了一种新玩意儿——木质素。你可以将其简单理解为植物的“骨骼”,因为没有木质素之前,大量的植物只能贴地面生长,有了木质素之后,能够直立生长成树木。
木质素在植物的细胞周围堆积,让植物本身变得坚硬,而且它还帮助植物生成了输送养分的管道,这就使得植物的身体可以越长越高。
而植物的生长,需要接受太阳来完成光合作用,为了争相吸收到更多的阳光,演化中各种树木的身材拼命增高。当时的一些树木,能够轻松生长到30多米甚至40米的高度。
长得越高,自己就活得越好,周围那些低矮的植物因为被阻挡了阳光失去光合作用,进而就被大量的森林取代。也就是说,从树木早期的现身,到后来变得繁盛于地球,中间至少经过了4千多万年的演化。
远古森林
可惜盛极之后就会衰退。当时的树木越来越多越长越高,然而地球上参与分解的微生物,它们的演化被植物赶超了,难以分解树木体内的木质素。
这样一来,树木拼命生长吸收二氧化碳,即便有些树木死后,也因为没办法分解,那些碳(它们就是煤的前身)还是被锁在了植物的体内。
于是,地球上的二氧化碳被吸的越来越少,又经过了5千多万年的演化,地球大气层二氧化碳的含量终于达到了一个临界值。
随着二氧化碳的继续下降,温室效应开始减弱,简单来说就是地球上的二氧化碳越来越稀薄,锁不住太阳照射到地球上的热量了,地球整体温度开始逐渐走低。
终于来到了石炭纪的末期,地球上的温度降低到足以被冰雪覆盖。此前大量的森林消失,并且被永远冰封在了地下。这一过程,在地质学上被称为石炭纪雨林崩溃事件。
值得一提的是,这一事件并没有导致动植物的大规模灭绝,只是让小部分物种消失了。受到影响最大的,就是那些身材高大的蕨类树木。
树木化石
森林消失,二氧化碳的含量又开始缓慢回升。尤其是后来的微生物,能够逐步分解微生物之后,碳又以二氧化碳气体的形式,重新回归到了大气层中,于是地球的温度又开始缓慢回升了。
只不过此前的物种,被新的动植物所取代。至于那些没有分解,而是被深埋在了地底的树木,又经过至少3亿年的演化,它们又以煤炭的形式重见了天日。
了解了这个演化过程,有人可能会惊呼:我们现在不能种树了!
有些人可能会觉得,远古时期正是由于森林太多,吸收了大量的二氧化碳,才使得地球逐渐变冷的。现在的人类又提倡大规模种树,这不是在重蹈覆辙吗?
这种想法看似成立,实际上却忘记了最关键的一点,那就是远古时期的二氧化碳处于被持续消耗的状态。而现在的地球上,二氧化碳的含量只增不减。
在石炭纪雨林崩溃之前,地球上没有大型的动物,二氧化碳只被树木吸收消耗。现在的地球上,每个人24小时不停呼吸,一个小时就会形成40克左右的二氧化碳。
全世界每年,光70多亿人呼出去的二氧化碳,就达到了惊人的24.5亿吨。如果再加上人类工业活动排放出去的二氧化碳,每年排放的数量,在2021年的时候已经达到了363亿吨。
二氧化碳在增多的同时,森林的面积却在持续减少。从1990年至今,全世界森林的面积减少了4.2亿公顷,占世界森林总面积的10%。
近10年来,相比以往森林减少的进程有所降低,但是森林依然处于损失而不是增长的状态。
所以啊,现在都没有大量的森林吸收二氧化碳了,还去考虑森林太多会导致二氧化碳含量降低?
换句话说,人类可能还没有见到,森林太多导致二氧化碳急剧减少的那一天,就先因为二氧化碳含量太多,导致温室效应加剧,而毁灭在各种极端气候条件下了。
不管是人类活动还是森林变化,这都是一个动态的过程。同样,引起地球气候变化的温室效应,也是一个动态进程。
温室效应的强或者弱,会导致地球气候变热或者变冷,这种变化,自然取决于人类和森林的活动水平。
目前在地球上,人类是妥妥的大佬,而人类的各种活动,导致二氧化碳处于增多的状态。也因此在这个时期,人类该担心的是温室效应加强的问题。
还有一点,我们现在谈论远古地球的演化,感觉就是几句话的事情。可放到真实的环境中,那却是几千万年甚至数亿年的进程。之前石炭纪的雨林崩溃,包括煤的形成,都是数亿年的变化。
而我们人类在这个星球上才出现了多久,尤其是文明出现的时间,跟地球演化的时间进程比起来,连九牛一毛都算不上。
也就是说,我们现在活动产生的各种影响,或许只是未来气候变化的积累过程,而我们这些人,却看不到未来究竟会发生哪种变化。甚至于还没有等真正变化降临的时候,人类整体就已经灭绝了。
在这种情况下,人类该考虑的是近期内的气候变化。而近期的变化就是,森林在减少,二氧化碳在加剧温室效应。
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