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寻找猛犸象灭绝原因的线索

探索圣保罗岛猛犸象的灭绝之谜,以及沉积岩芯如何揭示它们的灭绝时间线。

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圣保罗岛上的城镇。摄影:Jessica Marshall风拂过白令海,瞬间掠过一个名为圣保罗岛的渺小土地,它位于阿拉斯加海岸线之外很远的地方。在约21,000年前最后一个冰河时代的顶峰时期,这个海洋中的小点曾是白令陆桥南缘的一座火山,然而随着冰雪融化、海平面上升,其黑色的悬崖变成了海岸线,将冰河时代的动物困在了岛上,其中体型最大的便是毛茸茸的猛犸象。我来到圣保罗岛,与一个由六名研究人员组成的团队一起,致力于解开圣保罗岛猛犸象的灭绝之谜:在最后一个大陆猛犸象于8,700年前从西伯利亚消失后,这些猛犸象在这里生存了近2,000年。被困在岛上,猛犸象某种程度上受到了保护,而由宾夕法尼亚州立大学古生物学家Russ Graham领导的研究人员想要知道原因。他们想确切知道猛犸象是什么时候从岛上消失的,以及它们的最终灭亡是否能帮助解决猛犸象在其他地方灭绝的争议。是人类、气候变化,还是其他什么原因导致了最后一只猛犸象的死亡?

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沉积物中的证据

为了寻找答案,该团队将乘坐雪地摩托,拖着装满设备的雪橇,前往一个冰冻的火山口湖,那里曾是岛上猛犸象的主要饮用水源。研究人员站在冰面上,将一个钢桶打入下方的泥土中,采集可追溯至10,000多年前的沉积岩芯。沉积物的层层叠叠中充满了证据——花粉颗粒、火山灰、昆虫幼虫的头部,以及可能存在的树叶碎片或种子——这些都可以用来重建过去:附近生活的植物类型、气候,以及最重要的是,猛犸象的证据。如果一切顺利,他们将在泥土中发现两个关键线索:猛犸象在饮水池中活动时脱落的DNA;以及一种只能生活在大型食草动物粪便中的真菌孢子。这些追踪器在沉积记录的顶层消失,应该标志着猛犸象的终结,从而使团队能够给出一个相当精确的猛犸象灭绝日期。十年前,Graham在圣保罗岛的一个洞穴中的一块石头下发现了一颗距今6,500年的猛犸象牙齿,但猛犸象在圣保罗岛的生存时间可能更长。唯一另一个显示猛犸象更晚生存的地方是西伯利亚附近的弗兰格尔岛,那里的猛犸象遗骸可追溯至4,000年前,与古埃及文明和巨石阵的建造时期重叠,据Adrian Lister的《猛犸象:冰河时代的巨兽》记载。在1780年代俄国毛皮商人抵达之前,没有证据表明圣保罗岛有人类活动,这可能是猛犸象长期生存的一个因素。或者,也可能是岛屿太小——如今,它只有35平方英里,比迈阿密市还要小——无法支撑猛犸象种群,因为海平面持续上升。

寻找泥土

圣保罗岛的初春。摄影:Jessica Marshall 想象一下猛犸象在荒凉、被风雪覆盖的风景中漫步,这并不难。尽管我们在春天的第一个晴天降落在圣保罗岛,但接下来的几天却迎来了狂风、大雪和刺骨的寒风。团队的大部分设备由于载客螺旋桨飞机的载重限制而未能随行,但即使没有设备,团队也迫不及待地想看看这个地点。于是,那天下午,我们在机场附近停车,然后从公路步行前往俯瞰湖泊的白色雷达球体。这是一段大约一英里长的越野徒步。我们到达了湖边的山脊。下方,一片平坦、无瑕疵的雪地——湖面的冰层——一直延伸到远处。湖对面是一个缓坡,通往岸边——这显然是大型四足动物的行进路线。团队站在阳光下,向下眺望,好奇着下方隐藏着什么。第二天早上,下起了雨,随着太阳升起,雨变成了雪。没有航班能够降落,这意味着没有设备,连续三天。团队通过拜访社区成员、在其他地点采集水样、举行规划会议——以及玩拼图游戏来打发时间。终于在周六晚上,项目经理Soumaya Belmecheri挂断电话,大喊道:“行李到了!”几分钟后,一辆卡车倒到门口,团队开始拆包和准备。第二天,他们将去寻找泥土。早上,两只黑色的北极狐——岛上仅有的两种本土哺乳动物之一,另一种是鼩鼱——在团队在我们居住的野外站外装载雪橇准备前往湖边时,靠近观察。团队将在Hill湖度过总共四天,无论天气如何——阳光明媚、严寒刺骨、毛毛细雨、阴沉沉——来获取他们的岩芯。

研究人员Nancy Bigelow、Jack Williams和Soumaya Belmecheri将沉积物采样器打入湖床的一个洞中。摄影:Jessica Marshall 这项工作很脏、体力消耗大且令人疲惫。除了研究人员用来钻穿两英尺厚的冰层的汽油驱动钻机外,一切都是手工操作。团队将他们的取芯管压入沉积物中,每次收集一米。随着他们深入洞中,工作变得越来越困难,因为沉积物更粘稠,吸力更大,需要更多力气才能将取芯管打入并拉出。到最后,每个人都将全身的重量压在一个T形杆或扳手上,试图进一步钻探。他们将每个岩芯拉到地表,管壁上沾满了渗出的地表泥土和水,然后将收集到的物质挤入一段黑色塑料管的一半中。靠近地表时,沉积物像浓稠的巧克力布丁,但在更深处,它们更致密,像软糖,呈更深的棕色。这种变化发生在可能接近猛犸象灭绝年龄的深度。

岛上的发现

圣保罗岛上大约有500人居住,主要是阿留申人,他们的祖先在俄国毛皮商人时期被从阿留申群岛带到圣保罗岛:该岛是北方海狮最重要的繁殖地之一。其主要的文化地标是一座可追溯至1907年的俄国东正教堂,顶部有一个黄色的洋葱头穹顶。通往机场的道路两旁堆满了螃蟹笼;雪蟹季节即将结束,岛上食品加工厂的工人将乘坐包机离开,就像我们一样。我们到来的消息已经传开了,在几个地方,我们听说当地人发现了猛犸象的象牙或牙齿。Graham计划与他们见面。在一个风暴日,他和我在Simeon Swetzof, Jr.那里,他把1980年代在港口挖出的一根6英尺9英寸长的象牙放在他车库里的几个冰箱上。Graham锯下一块用于测年。Graham和威斯康星大学麦迪逊分校的古生态学家Jack Williams一起离开了,但其余的研究人员和我则留下来两天,打包并运送设备和泥土岩芯。项目经理Soumaya Belmecheri,宾夕法尼亚州立大学的博士后研究员,将44米长的泥土管运往明尼苏达大学双城分校的LacCore设施,该设施将在团队于5月下旬访问该设施之前存储、成像和准备岩芯。在那里,该小组将从岩芯中不同间隔取样的泥块进行特定分析:同位素、花粉或古代DNA。

团队在海滩上玩槌球。摄影:Jessica Marshall 工作完成后,是时候进行一项野外工作的传统了:一场槌球比赛。阿拉斯加大学费尔班克斯分校的稳定同位素生物地球化学家Matthew Wooller将他的旅行套装带到海滩,就在一排巨大的沙丘下方,并将其布置好。我们在雪覆盖的黑沙滩上进行了一场激烈的比赛,冰块飞溅,海冰块压在岸边,这是白令海中心这座山的山坡。

Jessica Marshall是一位自由科学作家,常驻明尼苏达州圣保罗市——那里的天气只比阿拉斯加州的圣保罗岛好一点点。

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