蕨類自製燃料助燃野火,三疊紀末歐洲大火延燒數萬年
約 2 億 100 萬年前,地球歷經三疊紀末大滅絕。學界多將這場危機歸因於盤古大陸(Pangea)裂解引發的大規模火山活動,噴發釋出巨量二氧化碳,推升全球均溫約 5°C~10°C。氣候急遽增溫下,以喬木為主的森林崩解,蕨類趁勢擴張,在今日西北歐大片土地形成遼闊的蕨類草原。
荷蘭烏特勒支大學(Utrecht University)領導的國際團隊在《自然地球科學》(Nature Geoscience)發表論文,這些蕨類覆蓋區特別容易起火,蕨類本身往往就是助長野火蔓延的燃料。
團隊分析四處鑽井岩心保存良好的沉積物,其中一支來自英國、深達 640 公尺(見首圖)。研究員以化石木炭(炭屑)與野火煙霧生成的多環芳香烴(PAHs)重建古代火災紀錄,再與化石花粉、孢子比對,發現主要滅絕期間野火極為頻繁,且與蕨類的爆發性擴張同步。
▲ 三疊紀末大滅絕前後的蕨類化石孢子範例(左圖)及因野火燒焦而變暗的「蕨類刺峰期」化石蕨類孢子。(Source:Bas van de Schootbrugge / Utrecht University)
傳統火災指標仍有限制:大塊木炭可能碎裂成多片,使火勢看似更劇烈;煙霧分子也可能飄離火場,未必留存於沉積物。團隊因此開發「孢粉暗度指數」(Palynomorph Darkness Index),共同作者 Bas van de Schootbrugge 說明,這項低成本技術以顯微鏡外接相機測量化石花粉與孢子的 RGB 色彩,換算為灰階值以量化「暗度」。
有機微化石通常隨埋藏加深而變暗,四支岩心卻呈現相反模式:最深、最古老的樣本顏色偏淺,滅絕期間逐漸轉為極深褐色,滅絕結束後又回復淺黃。四處盆地地質史各異,變化卻同時發生。團隊累計進行 1.5 萬次測量,並比對喬木花粉與蕨類孢子,確認所有植物類群一致,顯示成因來自外力。這段「暗帶」正好與蕨類尖峰、主要滅絕期、炭屑與 PAHs 高峰重疊,反映長期而劇烈的野火活動。
蕨類是典型的「災難物種」,地上部分雖遭焚毀,仍能靠地下根系迅速再生,搶占剛燒過的地表;部分物種還會成為「火梯」,助長火勢並排擠其他植被。乾燥後厚實的蕨類墊層則是絕佳燃料,引燃下一輪大火。這套循環可能使蕨類主導期延續至少 4 萬年,甚至長達 30 萬年。
團隊提醒,氣候變遷、森林消失與機會主義物種擴張一旦相互增強,就足以湊齊一場完美風暴的所有條件。
(首圖來源:Utrecht University)