降雨是地球上一種極為常見的自然現象,它是地球整個水循環不可缺少的一部分,是許多遠離河流的陸生植物唯一補充淡水的方法,同時還能清除大氣中的灰塵,降低整體氣溫。
然而,凡事過猶不及,適當的降雨對地球生物來說的確是有益的,而一旦降雨時間過長並且雨量巨大,原本有益的事情就極容易演變成一場可怕的災難。可能許多人不知道,在地球46億年的漫長歲月中,曾經出現過兩次100萬年的降雨過程,對當時的生物造成了巨大的傷害,這究竟是怎麼一回事呢?
在開始敘述之前,我們首先來看看降雨的機制。其實從降雨的原理來看,有兩個因素起到了決定性作用,一個是空氣濕度,另一個則是氣流。在溫度較高的情況下,地面上的水變成了密度更小的水蒸氣,水蒸氣會隨著氣流逐漸上升。
我們都知道,隨著高度的增加,環境溫度是在不斷降低的,當被氣流攜帶的水蒸氣到達一定高度時,會遇冷凝結成普通的水,繼而降落到地面上,這個過程就是我們熟悉的降雨過程。知道了降雨的機制,下面就來看看地球上第一個百萬年降雨事件。根據科學家的研究,第一次降雨事件發生在地球剛形成後不久的時候,也就是距今40多億年前。
當時,由於太陽系形成才數億年的時間,環境根本不像今天這樣井然有序,小行星撞擊、甚至行星撞擊也是時有發生。而這段混亂的時期,正是地球誕生的時期。剛誕生的地球整體溫度非常高,表面遍佈著駭人的熔岩,從整體來看根本就是一個熾熱的岩漿球。
此時小行星和彗星帶來的水,混雜著地球自身的水元素,在高溫的作用下變成了密度更小的水蒸氣。由於地球具有強大的引力,這些水蒸氣並沒有逸散到宇宙中,而是被牢牢地“鎖”在伴隨著地球一同出現的原始大氣層中。
隨著時間的推移,地球溫度開始慢慢下降,位於大氣層中的水蒸氣遇冷液化成水,形成了大面積、大規模的降雨。而這段時間由於地殼還很薄,地表溫度仍然很高,落到地面的水很快又在高溫作用下重新變成水蒸氣。
就這樣,整個過程循環了近百萬年的時間,也形成了持續近百萬年的降雨過程。直到地球地表溫度下降,液態水得以留存,在世界各地形成了河流,這場史詩級的降雨過程才逐漸結束。相比於第一場百萬年降雨的“默默無聞”,第二次百萬年降雨的影響則要大出很多,因為當時的地球已經是個生命繁茂的世界。
第二次降雨發生在距今2億多年的三疊紀,這個時期的地球和現在有很大的不同,所有的陸地都是連在一起的,科學家們將這塊還未分離的超級大陸稱為“盤古大陸”。由於“盤古大陸”幅員遼闊,海洋吹向大陸的水汽根本無法到達內陸,導致雨量稀少,烈日常年炙烤著大地,許多內陸地區因此荒漠化,而荒漠化又進一步促使溫度升高,整個大陸被炎熱和乾旱籠罩。
原本這種高溫和乾旱會一直持續下去,但在晚三疊世的卡尼期,一塊名為“辛梅利亞”的小型史前大陸從盤古大陸南方脫離,並且一路向北移動,使得古太平洋水汽能夠直達盤古大陸內部。原本的乾旱型超級季風氣候,變成了濕潤型季風氣候,降雨量開始驟增。而辛梅利亞大陸的移動,不僅改變了古太平洋的風向,還讓移動方向的大陸產生了造山運動,引發了全球性的火山噴發。
火山噴發致使大量的熔岩、火山灰以及二氧化碳被拋入大氣,引發了強烈的溫室效應,全球平均溫度至少升高了6~8攝氏度。高溫使得大量地表液態水蒸發進入大氣層,進一步增加了季風氣候導致的降雨量。就這樣,在火山噴發和超級季風氣候的作用下,地球迎來了持續近200萬年的極端氣候——卡尼期洪積事件。
在這場暴雨中,大量古生物黯然退出歷史舞台,成為歷史的匆匆過客,而也有不少生物藉此迅速繁殖並向外輻射,例如後來統治地球1.6億年的恐龍。看到這裡可能你會產生一個疑問:人類究竟是怎麼知道2億年前,地球上曾有過一場超級暴雨的呢?是靠猜嗎?
其實暴雨的主要證據,來自於世界各地的動植物化石、岩石,以及大氣同位素的異常變化。上個世紀九十年代,英國地質學家阿拉斯泰爾·魯弗爾(Alastair Ruffell)和邁克爾J.西姆斯(Michael J Simms)發現,在三疊紀的千層岩中,出現了許多河床的沈積物,也就是淤泥的痕跡。
更讓他們感到奇怪的是,除了南北兩極之外,不論是澳洲、美洲還是亞洲和歐洲,都能在三疊紀岩層中發現類似的沈積物。經過對這些地方的沈積物,進行碳穩定同位素法的測量,科學家們發現它們形成的時間段在2.32-2.34億年間,並且持續了至少一百萬年的時間,所以唯一能夠造成這種情況出現的原因,就是在那段時期發生了全球性的氣候變化。
另一方面,那個時期眾多的琥珀,也證明了植物們當時面臨巨大的環境壓力,以至於它們需要分泌樹脂來進行自我保護。而科學們從這一點中,還推測出了當時的雨水強度。從體感上看,當時那場暴雨跟現在的超級颱風天相類似,不然植物根本不會流出樹脂進行自我保護。需要警惕的是, 當人類對地球環境的破壞到一定程度時,地球大概率還會用這樣的降雨“修復”自身,所以如果不想災難重演,保護環境是重中之重。