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巴拿马地峡形成之谜论文参考文献：
重大的历史性事件
很久以前,南美洲与北美洲还未连接在一起,中间有一个很大的海峡,大西洋和太平洋水域在这个赤道附近的海峡处自由流动.随后,地壳变动令北美洲和南美洲碰撞,迫使科科斯板块俯冲到板块之下.这次碰撞释放的压力和热量导致了海底火山的形成,其中一些火山冲出了海洋表面,形成众多岛屿.与此同时,这两个板块的运动也推高了海底,最终迫使一些地区冒出海面.
经过数百万年的时间,由于地质运动,岛屿之间逐渐连在一起,最终,北美和南美之间形成了连接它们的地峡,这个地峡就是著名的巴拿马地峡.
相对于大陆,巴拿马地峡面积不大,但由于是连接南北美洲大陆的狭长大陆桥,巴拿马地峡的形成切断了大西洋与太平洋的热带海水交换,推动了全球海洋洋流重组,并引发了前所未有的南北美洲生物大迁移事件.所以,巴拿马地峡的出现是地质历史上最重要的事件之一.
然而,关于巴拿马地峡的形成过程,依旧有许多未解的谜团.其中一个就是巴拿马地峡是什么时候形成的.
300万年的传统假说
20世纪70年代,对深海岩芯的研究显示,巴拿马地峡在大约300万年前形成.一系列关于古海洋学的研究都有力地印证了巴拿马地峡出现时间不会早于300万年前,这也就是流行到今天的主流学说.
然而,最近几年的研究可能要推翻这一结论.
2015年,研究者提取了来自巴拿马的锆石,并用年代测定技术获得巴拿马特有的“锆石指纹”.锆石是一种当熔岩冷却后形成的晶体,新形成的锆石包含了一些铀,但没有铅,因而锆石内保存的铅离子都是在铀进入锆石晶体后经过放射作用后形成的,有利于人们依据元素衰变情况准确定年.
随后,他们在南美洲西北部重复这个过程,这些地区大部分的锆石年份久远得多,多达数十亿年.然而,在南美洲北部的哥伦比亚地区,研究者们在130 0万到150 0万年前的河流岩床中,发现了一种特殊的锆石竟然携带有巴拿马特有的“锆石指纹”.
但那个时期,南美其他地方的地质层并没有形成锆石,那么,哥伦比亚地区的这些锆石肯定来自巴拿马.然而,这些锆石怎么从位于北美洲的巴拿马到达南美大陆的呢？
一种方式是可以在火山喷发后,锆石通过漂浮在大气中进行“旅行”.但这种解释不能解释在巴拿马发现的锆石,它们是地下岩浆冷却后形成的.
此外,锆石也可以随着洋流迁移,但发现于哥伦比亚的巴拿马型锆石,来自河床沉积层,所以只能是随着河水的流动来到哥伦比亚,然后沉积在岩层中的,不是随着洋流来的.如果按照300万年前,巴拿马地峡才形成这一传统理论来推测,显然,在1000多万年前,南北美之间是巨大的海峡,不可能有河流连接.而哥伦比亚的锆石又来自河床沉积层,所以,研究者推测,在1300万年前～1500万年前,巴拿马地峡一定已经形成了,否则这些巴拿马型的锆石不可能通过河流到达哥伦比亚.而研究者推测这条连接南北美大陆的大河至少有300千米长.
蚂蚁也来帮一把忙
锆石的发现,有力地驳斥了传统观点.不过,还有另外一种动物,也帮了一把忙.
这种动物就是有“拉美热带雨林头号猎食者”之称的行军蚁.行军蚁是迁移类动物,它们从来不筑固定的巢,成集体活动,不停迁徙,一路上吃掉它们碰到的所有昆虫和小动物.
然而,行军蚁不会飞,根本无法进行海洋旅行.所以,尽管行军蚁遍布南美洲巴西及以北和南美洲南部热带地区,但它们却在整个群岛不见踪影.
行军蚁本身的生物学特性使它们成为研究陆地物种扩散的理想材料,研究者们通过对9种行军蚁的基因碎片进行测序.测试样本均选自巴西至墨西哥南部的区域.结果表明,行军蚁有两次从南美移民到北美洲南部的浪潮,时间则是从400万到700万年前,随后它们变得孤立,演化成不同的谱系.由于行军蚁无法从空中或水上向北美洲南部扩散,所以,巴拿马地峡出现的时间或许比传统理论所认为的早得多.
如果巴拿马地峡的形成时间更早,将有利于解释一系列史前动物迁移事件.比如,最早从北美洲“移民”到南美洲的是浣熊类动物,于730万年前出现在阿根廷.科学家通常将这些早期的物种迁移称作岛屿跳跃或者漂流.现代的树懒和浣熊的确很擅长游泳,但由于海峡深达数百米,海水激流湍急,这种推测现在还饱受质疑.
而此前,在北美洲南部的巴拿马运河流域发现了生活于约2000万年前的两只鳄鱼的头骨化石.研究显示,这个古老物种与现在的凯门鳄是近亲.但凯门鳄是南美洲的独有物种,怎么它的远古近亲出现在北美洲的巴拿马运河流域呢？这表明,凯门鳄祖先也许很早之前是从北美洲到达南美洲的.然而,鳄鱼物种缺乏处理海水的盐腺,没有将盐类排出身体的能力,如果300百万年前,巴拿马地峡才形成,它们又是如何渡海的呢？
改变了地球地质历史
科学家认为,如果确定巴拿马地峡形成时间如果比传统理论所认为的更早一点,那么,整个地球的地质历史将要被改写.
比如,科学家就是按照传统理论来解释同时期全球气候的变迁.由于巴拿马地峡的出现,改变了两大洋之间的洋流方向.大西洋洋流被迫向北,最终形成了我们今天称之为墨西哥湾流的新的洋流模式.墨西哥湾流将温暖海水带到北部高纬度地区,所带来的水分有利于雪的形成,最终构建起了30 0万年前的全球第四次冰河时代的冰川.新的冰河时代带来了剧烈的气候改变,影响了北非的气候,使其变得更干燥,形成了大草原和开阔草原地貌,改变了还是树栖生活的灵长类动物的栖息地.为了适应全新的环境变化,早期人科动物变得更加社会化,前肢体可以用来制造工具,或者照顾幼小,并开始直立行走.
巴拿马地峡的形成也导致了前所未有的南北美洲生物大迁移事件.北美洲及南美洲陆地及淡水的动物群因巴拿马地峡的形成,而经中美洲互相迁徙交换,从而出现了动物区系大融合.例如,今天在北美的负鼠、犰狳、豪猪的祖先就来自南美大陆.同样,熊的祖先、猫、狗、马、骆驼和浣熊通过巴拿马地峡南下,到达南美洲.
所以,传统理论认为,如果没有巴拿马地峡,人类可能不会出现.而南美大陆的物种将像澳大利亚的袋鼠类那样独一无二.但是,如果巴拿马地峡形成时间提前,那么,又是什么影响了30 0万年前的全球大洋环流的改变、气候变迁以及人类物种的出现呢？
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