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研究表明,气候在人类从非洲迁徙的过程中起到了至关重要的作用

中部新闻网2024-12-21 12:04:29【时尚】5人已围观

简介研究地点的植被图。东地中海ODP 160航段966和967站点的研究岩心地图,包括非洲大陆东北部和leaf wax shed的河流部分,即尼罗河流域,以蓝色突出显示,包括生物群落、湖泊和河流。鸣谢:u

研究表明,研究表明气候在人类从非洲迁徙的气候过程中起到了至关重要的作用
研究地点的植被图。东地中海ODP 160航段966和967站点的人类研究岩心地图,包括非洲大陆东北部和leaf wax shed的从非河流部分,即尼罗河流域,洲迁中起以蓝色突出显示,过程关重包括生物群落、到至的作湖泊和河流。研究表明鸣谢:uux.cn/通信地球与环境(2023)。气候DOI: 10.1038/s43247-023-01034-7
(神秘的人类地球uux.cn)据奥胡斯大学(Jeppe Kyhne Knudsen):大约600万年前,在非洲东部的从非森林深处,发生了一件惊人的洲迁中起事情。黑猩猩,过程关重我们在动物界的到至的作近亲,向一个方向进化,研究表明而我们最早的祖先向另一个方向延续。
在接下来的几百万年里,早期人类和黑猩猩之间的差异越来越大。我们的祖先从树上爬下来,开始用两条腿直立行走,从而解放了双手来操作工具。
这是一个发展的开始,以人类征服了地球的大部分而告终。
大约210万年前,第一批人类——直立人——从非洲迁徙而来。旅程经过了非洲东北部和中东——今天主要被沙漠覆盖的地区——然后到达欧洲和亚洲。
长期以来,研究人员一直在猜测直立人如何穿越干燥无情的沙漠,那里既没有食物,也没有水和树荫。
奥尔胡斯大学的新研究表明,直立人离开非洲时可能没有走过沙漠,雷切尔·卢皮恩解释说,她是新结果背后的研究人员之一。这篇论文发表在《通信地球与环境》杂志上。
“我们知道撒哈拉的气候会有周期性的变化。我们称这种现象为“绿色撒哈拉”或“非洲湿润时期”在绿色时期,沙漠显著缩小,并转变为类似于我们今天在东非所知的稀树草原的景观,”她说。
“我们的研究结果表明,撒哈拉沙漠,确切地说是在第一个直立人迁移的时期,比我们研究的450万年中的任何时候都更绿。因此,他们最有可能走出非洲,穿过绿色走廊。”
征服世界的物种
第一批直立人出现在200多万年前的非洲东部。
直立人是第一个学会用石头凿斧子的原始人类。这些斧子很可能被用作武器来打倒猎物并从骨头上割肉。他们可能也是最早学会如何控制火的人。
直立人比现代人略矮,但肌肉更发达。他们有更宽的臀部和细长的头骨。此外,他们的大脑明显更小——大约只有我们的一半大。
在超过150万年的时间里,直立人在全球大部分地区生活和传播。从非洲到欧洲,穿过亚洲,穿过马六甲海峡,到达印度尼西亚的几个岛屿。这使得直立人成为最长寿的人类物种。我们的物种,智人,大约在30万年前进化。
海底揭示了过去的气候
正如我们今天所知,撒哈拉正处于干旱期。这一时期的持续时间各不相同,但大约每20,000年,该大陆经历了一个完整的周期,其间有一个雨季和一个旱季。这些雨季就是雷切尔·卢皮恩所说的“非洲潮湿期”
“潮湿的绿色时期变得多潮湿,各不相同。事实上,还有另外两个周期也在起作用。一个持续10万年,一个持续40万年。在100,000年的过程中,潮湿期会因此而变化,变得比平常更潮湿或更干燥。这同样适用于40万年的时间间隔,”雷切尔·卢皮恩说。
但是我们怎样才能知道几十万年前非洲的气候是什么样的呢?
她解释说,海底可以告诉我们,事实上,正是因为这个原因,我们已经对过去的气候有了很多了解。“使用地中海的核心样本,我们可以看到几百万年前的气候是什么样的。海底形成了沉积层,这些层中的小分子可以告诉我们很多关于过去气候的信息。”
使叶子发光的物质的帮助
让叶子发光的物质的帮助。随着时间的推移,新的地层在海床上形成,这些物质从北非吹到海上,在那里慢慢下降。因此,埋藏的海床就像一本航海日志,可以告诉我们过去的气候是怎样的。
在这些层中有一套生物标记,储存着过去气候的信息。其中一个标记是植物用来保护叶子的一系列分子。雷切尔·卢皮恩解释说,它们也被称为叶蜡。
蜡给树、灌木和草的叶子一层涂层,使它们发光。当植物死亡时,大多数植物部分分解得相当快,而蜡分子可以存活很长时间。这就是为什么我们经常在几百万年前的沉积物中发现这种分子。”
正是蜡分子中的化学成分能告诉我们该层形成时的气候。例如,蜡中的氢分子可以告诉我们有多少降水。
“水含有氢,所以我们可以用氢来跟随水循环。地球上的水既含有常规氢,也含有重氢(氘)。她说:“当雨水多的时候,植物能够吸收相对较少的重氢,而当天气干燥的时候,它们吸收更多的重氢。”。
碳拥有重要的知识
Rachel Lupien和她的同事可以从多雨和干旱时树叶蜡中的重氢含量看出。然而,氢并不能说明哪种植物能在潮湿的气候中茁壮成长。
然而,她解释说,叶蜡中的碳原子有。
“广义地说,有两种植物。我们也称它们为C3和C4工厂,”她说。“大约90%的植物都是C3植物。它们在地球上的大部分地方都很茂盛,除了那些极度干燥或者非常热的地方。另一方面,C4植物特别适合在雨水少、气温高的地区生存。”
因为C3和C4的植物产生的叶蜡含有不同量的重碳,研究人员可以在样本中区分它们。这样,他们就能“读出”当时哪种植物最占优势。
“在直立人从非洲迁移的时候,我们在样本中发现了比过去450万年中任何其他潮湿时期都多的C3。她说:“这表明,更湿润的气候使部分地区从沙漠变成了草原和稀树草原。
三种类型的光合作用
在植物界,广义地说,有三种不同的方式进行光合作用。有C3和C4的植物,还有第三种,叫做CAM植物。
大约90%的工厂是C3工厂,6%是CAM工厂,只有3%到4%是C4工厂。然而,在非洲并非如此,那里的大草原上C4植物的比例要大得多。
当空气和土壤中的水分有限时,植物之间的差异是由于它们不同的应对策略。
当天气变得太干燥时,C3植物会关闭叶子上的小气孔,它们用这些气孔来吸收二氧化碳。随着孔洞的关闭,植物无法进行光合作用,并开始燃烧其碳储备,同时呼出水和二氧化碳。如果这种情况持续太久,植物就会死亡。
另一方面,C4植物即使在干旱的时候也能进行光合作用。尽管它们的气孔关闭,但它们继续将二氧化碳转化为能量。它们可以借助有四个碳原子的分子来做到这一点,这种植物就是以这种分子命名的。CAM工厂使用第三种方法,可以应付更干燥的地区。
小麦、燕麦、水稻和向日葵是C3植物的例子。已知的C4植物有玉米、甘蔗和苋菜,而多肉植物、仙人掌和菠萝是CAM植物。
210万年前最绿
由于地球绕太阳轨道的微小变化,非洲的绿色期就像北纬地区的冰河时期一样出现。地质学家称这些变化为米兰科维奇周期。
雷切尔·卢皮恩解释说,当撒哈拉获得更多降水时,尤其是这两种变化起着重要作用。
“地球在围绕太阳的轨道上有点摇晃。她说:“正是这种抖动造成了每21000年一次的气候波动,并导致了非洲的潮湿期。”。“波动的另一个原因是地球围绕太阳的轨道有多圆。在某些时期,轨道更椭圆,而在其他时期,轨道更圆。这导致了大约10万到40万年之间的波动。”
大约210万年前,撒哈拉沙漠是最绿的。在这里,几个周期很有可能同时创造了这样一个环境。这与直立人迁移的时间相吻合。她总结道,因此气候很可能促进了这种迁移。

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