地球科學

海洋孕育亞馬遜生態系?

沉積物證據顯示,遼闊的亞馬遜盆地過去曾遭海水入侵。

撰文/波沙達 – 史瓦福(Angela Posada-Swafford)
翻譯/張雨青

地球科學

海洋孕育亞馬遜生態系?

沉積物證據顯示,遼闊的亞馬遜盆地過去曾遭海水入侵。

撰文/波沙達 – 史瓦福(Angela Posada-Swafford)
翻譯/張雨青


幾十年來,科學家一直設法解決生物地理學的一個世紀謎團:亞馬遜盆地的地質歷史如何塑造出令人歎為觀止的生態系?


最近有新研究指出,哥倫比亞東部與巴西西北部的沉積物證據顯示,這片遼闊盆地在過去至少曾兩度沒入海水。舉世聞名的亞馬遜河約莫900萬年前才開始匯流成形。一般認為,大河形成之前的地貌結構包括一片水量豐沛的雨林、一座巨大的淡水湖,還有廣佈大陸開展成扇形的河流。欲知亞馬遜雨林豐富的生物多樣性從何孕育,必先了解古地貌的輪廓。


有一說認為,2300萬~500萬年前的中新世,海水淹沒亞馬遜雨林西部,可能創造出利於許多物種演化的環境。科學家認同亞馬遜盆地曾沒入水中,但泛濫機制與規模則不得而知。


今年稍早發表於《科學進展》期刊中的一項研究指出,亞馬遜盆地曾有兩段淹水時期,分別在中新世的初期與中期(約1800萬年前與1400萬年前)。該研究的共同作者美國史密森尼熱帶研究所(位於巴拿馬)的花粉專家加拉米羅(Carlos Jaramillo)與哥倫比亞北方大學的古氣候學家艾斯科巴(Jaime Escobar)等人認為,加勒比海漫溢委內瑞拉與哥倫比亞,鹹水大舉入侵南美大陸,淹沒大片古亞馬遜雨林。水越前進,深度越淺,形成海洋/半鹹水生態系,接著是潮濕的過渡帶,最後與旱地相連。層層分明的沉積物岩心顯示,海水倒灌事件在哥倫比亞分別持續90萬年與370萬年,而內陸最深處的亞馬遜雨林西部是20萬年與40萬年。


(圖)海水倒灌:研究人員運用從哥倫比亞東部與巴西西北部收集的岩心,重建亞馬遜雨林歷史上的海洋泛濫情形。上圖呈現兩段不同時期的最大淹水範圍。此區域淹沒期間分別在1810萬~1720萬年前與1610萬~1240萬年前。兩張圖中,研究區域南界以南的區塊,是根據2010年之前的研究收集的岩心重建,但虛線上方與下方的岩心所涵蓋的時間範圍並不完全一致。


研究人員也進一步描述,沉積物岩心中的部份化石證據支持海水倒灌之說。從哥倫比亞索塔林(Saltarin)取得的幾公分寬岩心中找到最特別的大型化石,當屬鯊魚齒與蝦蛄;鯊魚齒的主人可能是黑邊鰭真鯊或雙髻鯊,而蝦蛄是藏身在熱帶海底泥沙裡的海洋生物。加拉米羅說:「窄小如岩心都能發現鯊魚齒,表示別處還有更多,而且能呈現出海水入侵的範圍。亞馬遜雨林是非常動態的系統,也沒有原先以為的那樣古老。它現在的面積與美國本土相當,但將近1400萬年前,那裡是一片汪洋。」


這些新發現呼應了先前由荷蘭阿姆斯特丹大學與厄瓜多亞馬遜地區大學IKIAM的地質學家兼花粉專家何恩(Carina Hoorn)領導的研究。何恩最近測定出亞馬遜河的形成年代,但未參與這項研究。她評論,「總而言之,海水入侵亞馬遜雨林的證據確鑿」,引導我們進一步研究海洋環境如何影響該區生物多樣性的演變。


但是也有人語帶保留。美國密西根大學的演化生物學家狄克(Christopher Dick)研究亞馬遜盆地幾個區域的植物多樣性,他說:「這篇論文提供的海洋淹沒證據固然重要,但並非定論。縱使有了這些新數據,仍然不能排除其他諸多可能。」


加拉米羅等人並沒有說中新世的鹹水入侵是亞馬遜生物多樣性的唯一成因,但他們認為,當今雨林中有一部份現生植物的祖先是長年泡水的林木。然而狄克並不認同,他說,從陸生植物的觀點來看,很難證明任何現生物種的多樣化是因這類洪水泛濫而起。

看起來,這條大河以及它孕育的森林,未來的探索之路肯定還很漫長。


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