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南北美洲何时“牵手”

巴拿马地区的矿物晶体暗示南北美洲很早便已“合体”。

托马斯·桑勒

南北美洲的“牵手”可能要比科学家们之前认为的还要早1000万年。

很多科学家认为,分隔南北美洲的海上通道在300万年之前就闭合了,这引发了动物大迁徙,以及北半球的冰河时代。但是,通过对南美洲古河床出土的矿物晶体进行分析发现,两大洲可能在1300万年之前就已经相连了。这项研究已经发表在2015年4月10日的《科学》杂志上。尽管并不是所有专家都对此结果认同,但是研究人员有理有据地指出,出土的矿物晶体源于巴拿马,它沿着河流顺流而下,而这条河流横跨了两大洲,这足以证明两大洲的相连。

“我们在哥伦比亚发现的这些残存晶体都只来自于巴拿马。”本研究的合著者、哥伦比亚波哥大安第斯大学的地质学家卡米洛·蒙特斯(Camilo Montes)介绍称,“1300万年前,在两大洲连接区域的陆地上,曾经有一条河流流过。”

然而,罗伯特·托拉德(Robert Stallard)提出了反对意见。托拉德是美国科罗拉多州博尔德国家地质调查局国家研究规划中心的水文专家。他指出,虽然这项发现十分有趣,但是不能作为两大洲早期相连的证据,因为这些矿物晶体有可能来自于巴拿马以外的其他地区。“即使海上通道没有闭合,也还有很多机会可以让这些晶体进入哥伦比亚。”

大约2亿年前,随着盘古大陆解体,两个美洲大陆也“分道扬镳”。之后,它们又重新慢慢地“相向而行”。到了大约2000万年前,两个大陆之间只剩下一条狭窄的海上通道,连通着大西洋和太平洋的海水,它被称为中美洲海上通道。随后,加勒比海板块上的厚重火山岩层猛烈地撞击了南美洲的西北部,并抬升至海平面之上,阻断了中美洲海上通道。

科学家们最初是基于板块在大尺度上的影响来断定海上通道的闭合时间,比如动物数量以及气候变化。在300万年之前,很多哺乳动物都横穿了新形成的“大陆桥”。而另一方面,也有很多淡水鱼类沿着海上通道顺流而下。在同一时间,由于大西洋与太平洋的海水彼此分隔,大洋洋流的走向也被打乱,这加剧了墨西哥湾暖流,也导致了北半球的冰河时代。

当蒙特斯和同事们在哥伦比亚北部的河床和流域盆地采挖岩石时,他们发现了锆石晶体。它是一种古老的岩石碎屑,嵌入在一些较年轻的岩石之中。它于熔融岩石冷却凝固的时候形成。由于它的结构中含有放射性铀原子,所以利用锆石测年会相对容易一些。有时,锆石周围的岩石年龄在1100万年至1300万年左右,而锆石的年龄却可以高达6500万年。

蒙特斯介绍道,锆石可以作为研究矿物晶体来源的线索。在这个案例中,他沿着锆石的痕迹追溯到了巴拿马。他发现,锆石经过了风蚀和水蚀,这说明它当时可能处于一个古老的河流系统之中,而河流将它从巴拿马一路运送到了南美洲。

然而,托拉德反驳道,即使海上通道没有关闭,现哥伦比亚东部的火山岩同样含有锆石成分,也可以被当成测年的材料。

蒙特斯分析认为,如果“大陆桥”的年代更老,则意味着科学家们需要对中美洲海上通道闭合的影响进行重新研究。比如,“大陆桥”上将会有茂密的丛林,这会阻挡两大洲之间的动物迁徙。直到大约300万年之前,随着这个区域的气候转冷(原因与海上通道的闭合无关),丛林变得稀疏,动物们才有可能重新穿越。

然而,巴拿马史密森尼热带研究所的地质学家安东尼·科茨(Anthony Coates)认为,即使1300万年前确实有一条河流从巴拿马流向南美洲,也并不代表两大美洲完全相连。

科茨表示:“即使他们关于锆石所做的一切都正确,但是仅仅凭借最南端某一个点的连通性并不能代表其他地方海上通道的状况。从北美洲南部北上墨西哥的这一路上,还有很多其他的缺口。” qd0TQoqdz1bm2B31QkPXbkdjIO2Flvuc5PrUjxfwndf2dZ80zZ+MjnxuaH0Qr+AV

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