南极洲曾经被森林而不是冰所覆盖。
南极洲曾经被森林而不是冰所覆盖。Vincent van Zeijst/CC BY-SA 3.0

在他们回来的路上1912年,罗伯特·法尔肯·斯科特和他的团队在南极坚硬的岩石中发现了植物叶子的细微线条。斯科特写道,它们是“线条优美”的化石。尽管探险者们很疲劳,补给也越来越少,但他们还是收集了一些样本,证明他们周围的冰原曾经比现在绿得多。几个月后,当他们的尸体被发现时,他们的树叶化石也被发现了舌羊齿籼这是一种已经不复存在的史前树木,还有一种保存完好的针叶树。

这些样本是最早的证据,证明这片冰冻的大陆曾经郁郁葱葱,覆盖着高大繁茂的森林。它们可以追溯到2.5亿多年前的二叠纪,当时地球比现在暖和。虽然后来成为南极洲的土地是冈瓦纳超大陆的一部分,但它仍然位于相同的极端纬度,在那里,长时间的光明之后是数月的黑暗。在这些条件下,一片森林生长起来,在消失之前,留下了一些保存最完好的史前植物生命证据。通过搜寻南极森林的遗迹,今天的科学家们正试图发现多年前的世界是什么样子,就在地球上最剧烈的一次物种灭绝之前,地球上的大多数物种都灭绝了。

罗伯特·法尔肯·斯科特在南极的探险。探险者没能在回程中幸存下来。
罗伯特·法尔肯·斯科特在南极的探险。探险者没能在回程中幸存下来。Henry Bowers/公有领域

因为舌羊齿在南美洲、非洲、印度和澳大利亚也发现了树叶化石,它们提供了关键证据,证明这些大陆曾经与冈瓦纳大陆联系在一起——这在当时是一种新的理论。今天,当研究人员去南极洲寻找化石时,舌羊齿树叶是最常见的发现之一。

“如果你在一个地点呆上三四个小时,不断地取出材料,通常是同一种植物,”堪萨斯大学古植物学收集经理鲁道夫·塞贝特说。Serbet和他的同事们在大学教授Edith L. Taylor领导的国家科学基金会研究基金的资助下访问了大多数地点,他们只有几个小时的时间来取样和收集,这可能是他们对那个特定地点的唯一一次访问。“再次回到那里的机会非常渺茫,”Serbet说。只有当他们开始在植物的常见部分中发现一些以前从未见过的新东西时,他们才会回来进行更广泛的工作。

在南极洲发现的<em>印度舌蕨</em>叶化石。
一个舌羊齿籼在南极洲发现的叶子化石。自然历史博物馆/阿拉米

有时,研究人员会发现史前树桩的田野,这些树桩是由沉积在里面的矿物质变成的化石,它们的内部结构被保存了下来。“有一天,我爬过这个砂岩山脊,那里有一个很大的黑色树桩,”埃里克·古尔布兰森说,他是威斯康星大学密尔沃基分校的助理教授,曾参加过收集探险活动。“我看了看右边,还有一个树桩,保存得和它们原来的样子一样。”接着,他又看到了一个树桩,看起来中心已经腐烂了,还有几个。

这些南极森林里的树长到100英尺高,树桩直径可达3英尺。科学家们现在认为,常绿植物可能与落叶植物混在一起,地面上可能覆盖着一层较低的蕨类植物和灌木植物。在某些方面,它看起来像世界各地的温带森林,但又带着一丝神秘。Serbet说:“当你环顾四周时,你不会认出这片森林里生长的任何植物。”“这些动物现在几乎都灭绝了。”

比尔德莫尔冰川是世界上最大的山谷冰川之一,含有古植物物质。
比尔德莫尔冰川是世界上最大的山谷冰川之一,含有古植物物质。指挥官Jim Waldron USNR,国家科学基金会/公共领域

二叠纪并不是南极洲被绿色覆盖的唯一时期。仅仅在5300万年前世界上那个地区长着棕榈树科学家们还发现了距今1400万年前的苔藓和其他植物的干尸。但2.5亿年前被遗忘的森林之所以引人注目,部分原因在于它消失的方式。

没有人确切知道是什么导致了结束二叠纪的大灭绝,但它与地球大气中二氧化碳的急剧增加有关。生活在南极洲的植物已经适应了艰苦的环境——数月的黑暗,没有太阳的能量——但它们仍然容易受到地球气候变化的影响。了解这些古代植物的反应可以帮助我们了解今天的植物如何应对这种大气变化的重演。

即使我们知道地球在遥远的过去经历了巨大的变化,想象极地的景观——白色、严峻、荒凉——是一片森林,也需要很大的想象力。这幅图像应该让人感到震惊。南极的森林会对全球的温度和天气产生革命性的影响,但想象一下世界其他地方的情况:不同的物种、海平面、降雨、季节——有或没有我们。即使是现在,我们也开始看到植物物种在两个半球的极地迁徙,这表明南极洲森林覆盖的过去可能是通往未来的一扇窗户。