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黃石地區6000年古森林揭密

明日科學
更新於 9小時前 • 發布於 9小時前 • 高 詩豪

在洛磯山脈(Rocky Mountains)的黃石生態系統內,融化的冰層揭示了一片被隱藏了6000年的史前森林。蒙大拿州立大學(MSU)的科學家在貝爾圖斯山脈(Beartooth Plateau)發現了一片白皮松(whitebark pine)的化石遺骸,位於海拔3091公尺高的地點,比現今樹木生長的最高點高出約180公尺。這表明該地區的氣候條件發生了顯著變化。

山地的樹線是樹木生長的極限,受氣溫、降水量、風、積雪以及人類活動影響。當溫度上升時,樹線會向更高的海拔移動,而氣溫下降則會導致樹線下降。研究顯示,這片古森林形成於暖季(5月至10月)平均氣溫約為6.2°C的時期,與20世紀中後期的氣溫相當。

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這片森林繁盛了幾個世紀,約在5500年前因北半球火山活動引發的氣溫驟降而消亡。火山噴發加劇了原本的降溫趨勢,使環境不再適合樹木生長。

得以保存歸功於被冰斑覆蓋,而非冰川

(A) 圖示白皮松化石遺址(TOL冰斑)與現代樹線位置(TAL)的相對位置。地圖內嵌圖展示研究地點(紫色圓圈)位於黃石生態系統(綠色區域)內。(地圖資料來源:Natural Earth與Google Earth,圖片由Maxar Technologies提供)。 (B) 空拍圖顯示TOL冰斑及其邊緣(紅色區域),這裡是白皮松化石的採樣地點。(圖片來源:Joe McConnell,2021年9月6日拍攝)。 © 沿冰斑邊緣採集到的白皮松亞化石樣本。(圖片來源:Daniel Stahle)。 (D) 冰斑前緣的全景視圖,顯示2024年融化季中裸露的冰面。(圖片來源:Gregory Pederson,2024年9月8日拍攝)。
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「這是生態系統因氣候變暖而改變的生動證據,也是展示自然動態性的一個驚人例子,」研究共同作者、大地科學副教授大衛·麥克威西(David McWethy)表示。

令人驚訝的是,這片古生態系統得以保存至今,原因在於其被冰斑(ice patch)覆蓋,而非冰川(Glacier)。冰斑(Ice Patch)與冰川不同,它是靜止的小型冰塊,通常位於高山或極地陰涼處,靠降雪積累和低溫保存。與流動的冰川相比,冰斑沒有動力;冰川隨時間流動和攪動,而冰斑則能保持穩定,使這片森林的遺跡得以保存。研究團隊希望藉此發現深入了解地球過去氣候的稀有數據。

「我們大多數長期氣候記錄來自格陵蘭和南極洲。在中緯度內陸地區找到這麼久遠的冰斑,是非常珍貴的,」麥克威西補充道。

該研究已發表於《美國國家科學院院刊》(Proceedings of the National Academy of Sciences)。

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首圖來源:Daniel Stahle/MSU (CC BY 4.0)

圖片來源:Gregory Pederson、Proceedings of the National Academy of Sciences (CC BY 4.0)

參考論文:
Dynamic treeline and cryosphere response to pronounced mid-Holocene climatic variability in the US Rocky MountainsProceedings of the National Academy of Sciences

延伸閱讀:
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