三疊紀末發生了地質歷史上五次之一的生物大滅絕事件，這一事件導致大量陸地生物滅絕，但恐龍卻躲過了這一災難，並於三疊紀末生物滅絕事件後迅速佔據生態主位，稱霸侏羅紀和白堊紀世界。造成三疊紀末陸地生物滅絕的原因是什麼？恐龍為什麼能在生物滅絕的天災中得以生存，並於災後迅速發展壯大？
新京報記者從中國科學院南京地質古生物研究所（以下簡稱中科院南古所）獲悉，中外科研人員合作對我國新疆準噶爾盆地郝家溝剖面晚三疊世（三疊紀分為早、中、晚三個世）至早侏羅世地層進行了高分辨率的測量和研究。他們發現，中央大西洋超級火山噴發造成的火山冬天是導致三疊紀末陸地生物大滅絕的主要原因。研究首次揭示，具有保温功能的羽毛、早已適應極地寒冷的氣候是恐龍躲過三疊紀末火山冬天並迅速佔據侏羅紀生態主位的主要原因。
赤道地區，恐龍嘴裏叼着一個基幹哺乳動物，背景是中央大西洋超級火成岩省在潘吉亞大陸赤道地區的噴發，赤道地區因火山冬天而下起了鵝毛大雪。Larry Felder 繪製
冰筏沉積、腳印記錄揭示恐龍適應極地嚴寒氣候
晚三疊世至早侏羅世早期是地球歷史上典型的温室時期，地球兩極不存在冰川，森林一直覆蓋到潘吉亞大陸的南北兩極。
研究團隊首次在準噶爾盆地晚三疊世至早侏羅世深湖相泥岩中發現了冰筏沉積。冰筏沉積有何特徵？中科院南古所房亞男博士説，純的深湖泥岩粒度在0.1微米到63微米之間，而冰筏沉積的深湖泥岩中還包括離散分佈的、直徑在0.1毫米到15毫米之間的砂粒和小礫石。
科研人員推測，冬季靠岸湖水結冰時凍結了湖底較大顆粒的砂礫，春季湖冰融化，一部分冰攜帶凍結的砂礫漂浮至湖中央，至完全融化後將其釋放而沉積於深湖泥中，從而形成冰筏沉積；還有一種可能是，冬季風將陸地上的砂礫吹至冰面，春季湖冰融化，砂礫落入深湖泥中。準噶爾盆地冰筏沉積的發現指示出：即使在兩極無冰川的温室地球時期，極地也存在零攝氏度以下的季節性結冰。
巧合的是，研究團隊同時在準噶爾盆地晚三疊世至早侏羅世湖沼相泥岩中發現了保存精美的恐龍腳印化石。這表明，晚三疊世至早侏羅世，恐龍生活於極地地區，並能適應極地季節性的嚴寒氣候。
恐龍有羽毛保温，晚三疊世主要分佈在中、高緯度地區
房亞男表示，恐龍分為兩個目，即鳥臀目和蜥臀目。蜥臀目又分為獸腳類和蜥腳類。
部分非鳥類獸腳類恐龍的分支和兩個基幹類食草性鳥臀目恐龍的化石上都發現了羽毛。根據系統發育支架法，研究團隊推斷，恐龍天生具有羽毛，但是這些羽毛不是用於飛翔的，而是用於保温。
晚三疊世，食草性的恐龍主要分佈於中、高緯度地區。低緯度地區以食草和食肉性的擬鱷亞目（遠古的假鱷類，與現代鱷魚的祖先有親戚關係）為主，缺少食草性的恐龍，儘管食肉性的恐龍也存在於低緯度地區，但是羣體非常小。
科研人員認為，這表明在低緯度地區，食草性的恐龍競爭不過食草性的擬鱷亞目。這可能與低緯度地區多變且不可預測的植物資源和生物的新陳代謝速率有關。具有保温功能的原始羽毛確保了食草性恐龍能夠抵禦中、高緯度的冷冬，進而獨享中、高緯度豐富且穩定的植物資源，沒有羽毛保温的擬鱷亞目因不能抵禦中、高緯度的冷冬而無法在此生存。同時，在低緯度地區，因植物資源多變且不可預測，新陳代謝速率較高的恐龍又無法與新陳代謝速率較低的擬鱷類競爭。
火山冬天的“冷”造成了陸地生物大滅絕
中央大西洋超級火成岩省的噴發是造成三疊紀末生物大滅絕事件的主要原因。超級火山噴發釋放了大量二氧化碳，進而導致的全球升温、海洋酸化和缺氧等一直被認為是造成海洋生物滅絕的原因。但是全球升温似乎無法解釋陸地生物的變化。
全球升温應該會造成四足動物和植物向更寒冷的高緯度地區遷移，但實際上，高緯度地區的四足動物，特別是基幹蜥腳類恐龍不僅在滅絕事件中存活下來，而且在事件後遷移到低緯度地區，而熱帶地區的擬鱷亞目幾乎全部滅絕。因此，研究團隊認為，超級火山噴發首先造成的火山冬天是造成陸地生物滅絕的首要因素。
火山冬天一般是指，由於火山噴發釋放的大量火山灰和氣溶膠等物質阻擋了日照輻射而造成的地球表面温度驟降。火山冬天持續時間較短，一般為幾年到幾十年間。火山冬天後一般是長時間尺度的升温，這是火山噴發釋放的大量二氧化碳等温室氣體造成的，升温的記錄比較容易在沉積和化石記錄中保存。
因此，科研人員推斷是火山冬天的“冷”造成了陸地生物大滅絕，而非傳統觀點認為的“熱”。
基於我國準噶爾盆地的冰筏沉積和恐龍腳印化石記錄，研究直接證明了有羽毛保温的恐龍自晚三疊世就已經適應了季節性的寒冷氣候，這幫助它們成功度過三疊紀末中央大西洋超級火山噴發造成的火山冬天；而大部分沒有羽毛保温的其他初龍型類動物則滅絕於火山冬天，僅少數體積比較小的種類靠躲避在洞穴中而躲過了災難。
三疊紀末生物大滅絕事件後，恐龍體積迅速增加，地理分佈範圍也迅速擴張：蜥腳類恐龍從晚三疊世的中、高緯度地區擴張到低緯度地區；鳥臀目恐龍首次出現；獸腳類恐龍的體積增加了近20%；恐龍總數量則增加了近一倍。從此恐龍開啓了長達1.3億年的地球陸地霸主時代。
新京報記者 張璐
編輯 陳靜 校對 付春愔