融化的苔原揭示了蒙大拿州古老的化石森林 _化石

数千年来，白皮松化石一直埋在冻土带内。图片来源：Gregory Pederson
据《大众科学》（安德鲁·保罗）：美国蒙大拿州的一片古老的化石森林在过去5500年被高山苔原包围后，重新出现在比现在的树木线高600英尺的地方。但随着气温持续变暖，研究人员表示，生态证据暗示了该地区最终可能会出现什么。
蒙大拿州落基山脉大黄石生态系统中的熊牙高原数千年来一直被冻土带覆盖。但在全新世中期，暖季温度更接近20世纪中后期。这使得该地区的森林能够达到海拔约10000英尺的山腰高度。这些地区主要由白皮松（Pinus albicaulis）组成，白皮松是一种针叶树，通常高16至22英尺。

在黄石地区融化的冰块下发现的白皮松亚化石表明，大约6000年前，一片成熟的森林生长在目前的树木线之上，当时的温度与20世纪的条件相似，比现在更凉爽。图片来源：Daniel Stahle
然而，大约5500年前，北半球火山活动的增加使地球大气层被颗粒物覆盖，阻挡了阳光，导致气候迅速降温。随着森林逐渐向温暖的天气退去，高山苔原在熊牙高原上占据了一席之地。苔原作为一个生物群落，由于持续的低温和短暂的生长季节，缺乏树木。苔原主要有三种分类：北极、南极和高山，后者因其多山的高度而有所不同。与冰川形成不同，结冰的苔原不会随着时间的推移而改变位置，从而可以分层保存化石、花粉和木炭。
由于人为引起的气候变化，气温呈上升趋势，研究人员现在首次可以接触到这些层。他们的研究结果发表在《美国国家科学院院刊》上，暗示了熊牙高原及其类似地区可能再次是什么样子。
“我们最好的长期气候记录大多来自格陵兰岛和南极洲，”该论文的合著者、蒙大拿州立大学地球科学系副教授David McWethy在本月早些时候的一份声明中说。“在内陆大陆的低纬度地区发现持续了这么长时间的冰块并不是一件小事。”

科学家们研究了大黄石生态系统熊牙高原上的一块冰块。蒙大拿州立大学的研究人员正在收集冰芯，以研究不同层化石和冰化学中保存的高海拔环境的历史。图片来源：Joe McConnell/沙漠研究所
McWethy和一组研究人员自2016年以来多次前往熊牙高原收集冰芯样本，并分析新暴露的化石木材的横截面进行放射性碳定年。他们的发现表明，在大约500年的时间里，由于气候湿润和温和，高原的树线迁移得更高。
McWethy补充道：“这是温度变暖导致生态系统变化的非常戏剧性的证据。这是一个关于这些系统动态的惊人故事。” 。
研究人员认为，最近重新暴露的松树化石可能是高海拔森林回归的前兆。他们还认为，虽然他们的研究是局部的，但其影响可能会扩展到世界其他地方。
美国地质调查局古气候学家、该研究的主要作者格雷格·佩德森解释说：“生长季节的温度是控制树线海拔和纬度的主要因素。” 。与此同时，佩德森根据地点列出了其他影响因素，如积雪、风、湿度和“人为干扰”
该团队指出，这些复杂的变量——尤其是在气候变化的背景下——意味着不可能确定熊牙高原等生态系统在几代人的时间里会是什么样子。温暖的天气对森林生长是必要的，但降雨和生物多样性也是必要的。
这种林地的回归也不一定是一个理想的结果。研究人员警告说，高山苔原高海拔积雪的消失影响了下游的水资源获取，这对发电网和农业灌溉至关重要。潜在干旱地区的更多树木也为野火爆发增加了可能性。