你知道最久的一場雨下了多久嗎?

今天來跟大家分享一場持續了200萬年的暴雨。
而且如果沒有這場雨,說不定我們今天根本看不到一個由恐龍稱霸的世界。
根據中央氣象署的歷史紀錄,台灣目前最高連續降雨紀錄出現在宜蘭,1974年12月3日下到1975年1月7日,共37天的降雨紀錄!!(衣服是絕對不可能乾的)
但如果這場雨不是下幾十天,而是把時間拉長到200萬年呢?
先說清楚,這裡的「200 萬年暴雨」當然不是指天空整整 200 萬年從早到晚都沒有停過,而是在大約2.34~2.32億年前,地球原本長期乾燥的氣候突然被打破,進入一段異常潮濕、降雨大幅增加的時期。
而這場延續數百萬年的氣候劇變,就是今天的主角「卡尼期洪積事件」(Carnian Pluvial Episode,CPE)。
不過在開始下雨以前,我們得先看看當時的地球到底長什麼樣子。
把時間往前拉到大約2.5億年前的三疊紀,當時地球上的大部分陸地都連在一起,形成一塊超級大陸,盤古大陸(Pangaea)。
盤古大陸有多大呢?
大到海洋帶來的濕潤空氣很難深入大陸內部,因此廣大的內陸地區長期處在乾燥甚至半乾旱的環境。今天我們在三疊紀地層中經常看到的紅層(red beds),就是當時乾燥環境留下來的重要線索之一。
簡單來說,那時候的盤古大陸很多地方就是「當天是空的,地是乾的」,總之就是很乾、非常乾、乾到連石頭都是紅的。(這裡沒有幫范逸臣工商 XD)
而這樣的乾燥環境持續了很~~~~長一段時間,直到大約2.34億年前,地層突然開始變得不太對勁。
1989~1990年間,英國地質學家Alastair Ruffell與Michael J. Simms在研究英國三疊紀地層時,注意到原本代表乾燥氣候的沉積層之間,竟然突然插入了一段由河流、湖泊與潮濕環境留下的沉積物。
更奇怪的是,後來科學家才發現這場雨根本不只下在英國。
隨著世界各地的三疊紀地層被重新研究,類似的潮濕訊號開始一個接一個出現。歐洲阿爾卑斯地區出現了原本少見的陸源碎屑沉積,其他地區則留下河流、湖泊、煤層以及植被改變的證據。中國、歐洲、中東等不同地區的地質紀錄,也陸續發現同一時期碳循環與環境發生劇烈變化的痕跡。
綠色圓點:發現熱帶潮濕型古土壤或煤層的地區,代表當地曾出現相當潮濕的環境。
黃色圓點:孢粉紀錄出現「喜濕型植物群轉變」的地區。(Source: Zhang et al.(2023), Floral response to the Late Triassic Carnian Pluvial Episode, Frontiers in Ecology and Evolution, Fig. 1)
原本乾燥的盤古大陸,像是突然被切換成了另一種氣候模式,而且時間竟然都集中在差不多的2.34~2.32億年前。
所以問題來了!到底是誰把地球的水龍頭打開了?
目前最受到重視的嫌疑犯,就藏在今天北美洲西側蘭格利亞大型火成岩省(Wrangellia Large Igneous Province)。
事實上,Wrangellia當時是一片位於古太平洋低緯度地區的地體,後來才拼貼到北美洲西側。那段時間發生了規模極大的火山活動,大量玄武岩質岩漿湧出,同時將大量二氧化碳送進大氣。
接下來就像推倒第一張骨牌,火山活動 → 大氣中的溫室氣體增加 → 全球升溫 → 蒸發與水循環增強 → 降雨型態劇烈改變。
原本乾旱的盤古大陸許多地區開始變得潮濕,河流擴張、湖泊形成,沉積環境也跟著改變,這就是我們今天所稱的卡尼期洪積事件。
不過,對當時生活在地球上的生物來說,這可不是一場期待已久的午後雷陣雨,而是一場足以重新洗牌生態系的氣候劇變。海洋與陸地的生物群都在這段時間經歷明顯的更替,陸地上的植被也發生變化,原本適應乾燥環境的植物群受到衝擊,而較適合濕潤環境的植物開始擴張。植物一換,吃植物的動物當然也跟著倒楣,當時陸地上的重要大型植食動物,包括喙頭龍類(rhynchosaurs)與二齒獸類(dicynodonts),都在這段時期前後經歷明顯衰退或滅絕。
但就在一群老牌選手逐漸退出舞台的同時,有另一群原本存在感沒有那麼高的動物,開始默默站到舞台中央。
沒錯!就是恐龍!
恐龍其實不是這場大雨之後才突然出現的。
目前的化石與足跡證據顯示,恐龍的祖先與早期恐龍早在CPE之前就已經存在,只是在當時的陸地生態系中,它們還只是眾多爬行動物中的一小群,數量與多樣性遠遠稱不上「稱霸」。
真正有趣的事情發生在CPE前後。
2018年刊登於《Nature Communications》的研究整理義大利多洛米蒂山區的恐龍足跡,以及世界各地的骨骼化石紀錄後發現,恐龍第一次大規模多樣化的時間,恰好與卡尼期洪積事件高度重疊。
在研究非常完整的南阿爾卑斯地區,CPE 之前的地層幾乎沒有恐龍足跡,到了事件期間,恐龍足跡開始出現。再過幾百萬年,恐龍留下的足跡已經成為當地四足動物足跡紀錄中的主角。
而且這並不是單靠「看起來變多了」來猜,研究團隊把不同地區、不同年代的恐龍骨骼與足跡紀錄排列在一起,結果發現恐龍第一次重要的擴張與CPE在時間上非常接近。
早期恐龍在部分有良好紀錄的動物群中,個體相對豐度通常不到 5%;經歷恐龍多樣化事件後,部分地區與時段的紀錄可以達到70~90%以上。以南阿爾卑斯足跡紀錄為例,更可以看到從CPE前接近0%,到 CPE 前後約 40%,再到後來超過90%的變化。
這場雨可以說重新洗牌了整個生態系。
當原本占據生態位置的動物逐漸退出,新的森林與植被出現,一群早已存在、卻一直不是主角的動物,終於等到了屬於自己的機會。
而在接下來的數千萬年裡,牠們會越長越大、越走越遠,最後成為中生代陸地上最具代表性的動物之一。