2011年，在西班牙米诺卡岛
工作的古生物学家宣布
发现了一些非常奇怪的化石。
西班牙米诺卡岛（图源@Laurie & Whittle）
这些化石是某种兔子的骨头。它们体型巨大，比普通的棉尾兔重六倍，后肢较短，脚尖有爪子。它们僵硬的脊椎和张开的脚趾与现今兔子灵活的脊椎和紧挤在一起的脚趾非常不同，说明它们并不擅长跳跃。
兔子骨对比（最右为普通欧洲兔）（图源@Sa monea）
科学家们将这种巨大的兔子命名为“ Nuralagus rex”——米诺卡岛兔王。并确定它在约500万到300万年前的上新世统治着这个岛屿王国。
米诺卡岛兔王（图源@NobuTamura ）
这种庞大体型的米诺卡岛兔王最初是如何登上孤立的地中海岛屿的？这个生物之谜的答案实际上包裹在一个更古老的地质之谜中。
01
从19世纪开始，科学家们就知道地中海海底的地层不仅仅是由普通的沉积物组成的，如泥土和沙子。
地中海（图源@psiloveyou ）
相反，它们充满了大量盐晶体，形成了巨大矿床，也被称为“the Mediterranean Salt Giant”。
地中海盐矿（图源@BBC ）
如此规模的盐沉积通常在水体干涸的地方被发现。这表明在历史的某个时期，地中海一定是海水蒸发了。但是像地中海这样大的水体怎么会消失呢？
地中海（图源@OH237 ）
今天，海水从大西洋通过欧洲和非洲之间被称为直布罗陀海峡的狭窄通道流入地中海。这是海洋的主要水源。
直布罗陀海峡（图源@ Origin and significance ）
一些淡水以降雨和河流的形式也会汇入地中海，但由于大西洋的蒸发率极高，如果没有大西洋的水补充，地中海无法被充满。
因此，地中海这样大的水体消失，就意味着其主要水源可能被切断过。地质学家将这一事件称为墨西拿盐度危机（Messinian salinity crisis）或MSC
但要弄清楚水源是怎么被切断的并不容易。研究人员从20世纪70年代就开始争论这个问题。最后，他们提出了三个主要假设来解释盐沉积的形成。
盐沉积（图源@BBC）首先，一些科学家认为在危机开始时，即大约600万年前的中新世晚期，有一次全球降温事件。
如果整个世界都冷却到冰河时代，那么大量的水就会被从海洋中带走并冻结在冰川中，从而减少从大西洋和河流流入地中海的水量。然而，这个想法很快就被证明是错误的。
地中海盐矿（图源@BBC ）
在这个巨大的盐沉积被发现后不久，科学家们开始研究来自世界各地沉积物和冰芯的氧同位素和其他地球化学数据。
（图源@PBC）
他们的数据显示，在危机期间，地球的其他部分并不是异常的热或冷。另外，他们还发现一些盐是在海平面变化之前沉积下来的。因此，似乎并没有一个足够大的冷却事件来切断水流，这就排除了第一个假设。
第二个想法是，构造事件在某种程度上阻止了地中海与大西洋的联系，切断了水流。
（图源@BBC ）
一些研究人员认为，移动的洋壳会慢慢堵塞大西洋和地中海之间的水道。当深盆里留下的水蒸发后，盆底沉积了厚厚一层盐。
地中海石膏盐晶体沉积（图源@Garcia-Castellanos）还有一些科学家认为，可能是地壳移动和气候变化共同作用导致地中海干涸，这是第三个假设。
（图源@BBC ）
根据这个模型，直布罗陀海峡下面的地壳随着时间的推移而上升，减少了大西洋的水流。然后，由于地区气候的变化——比如降雨减少和气温升高——流入地中海的淡水数量也发生了变化。
地壳变化（图源@Paubahi）
在这种想法中，MSC并不是一下子发生的。相反，水位在海峡关闭后开始下降，然后随着气候变化而波动。
水位变化（图源@Paubahi）
02
当地质学家开始收集证据来验证这些假设时，他们最终发现MSC确实是由地壳变化引起的。并且，这些变化并不是一蹴而就的，而是反复发生形成的。
地中海蒸发形成的石膏锥（图源@Verisimilus）
据一些研究人员估计，仅在MSC开始的时候就有10多个气候周期。因此MSC的出现也可能与气候变化有很大关联。
（图源@Incredio）
在海平面下降期间，地球相对于太阳的位置和角度发生了变化。因此有时太阳能较低，有时太阳能较高，这增加了地中海地区的蒸发率。同时，活跃的褶皱隆起构造带也在使水输入减少。
（图源@NASA）
研究人员利用这段时间沉积物中的化学特征以及磁性特征估计了MSC的持续时间。数据显示，这种现象持续了约60万年，最干燥的时期发生在大约560万年前!
在那个时期，地中海外部水源被完全切断，留在盆地内的大部分水也在蒸发。地质学家认为水位下降了几百米，使大量盐因饱和沉淀在海底。
墨西尼盐类在地中海的分布(图源@Ryan, 2008)
海水沉淀盐的时间越长，最后的沉积物就越厚。这些盐巨体的厚度可能高达3千米，这意味着在MSC期间的几十万年里，海水都是异常咸的。这些对地中海内外的生物均产生了巨大的影响。
地中海盐矿（图源@YERUN Office）
如今的地中海是数千种海洋生物的家园，以其清澈的蓝色海水而闻名。而在当时，海洋几乎完全干涸。在MSC之前生活在地中海的大多数动植物不是迁移走了，就是因为海水太咸太浅而死亡。
海水表面盐度（图源@World Ocean Atlas 2005）
一些海洋古生物学家认为，海洋的消失对生物来说也并不全是坏消息，较低的水位也为一些生物的繁荣提供了机会。
现已灭绝的巨型动物化石的分布情况表明，在大陆和撒丁岛和科西嘉岛等几个地中海岛屿之间曾经有一座大陆桥，现在已经消失了。
（图源@Paubahi）
这使得来自非洲的河马、大象等大型动物和睡鼠、仓鼠等小型的动物，都可以穿越地中海到达海这些岛屿上——而这只是中新世晚期发生的几次迁徙事件之一。
但是，当地中海的海水再次上涨，陆桥消失时，这些种群被与世隔离。这种隔离导致了大型动物的小型版本，如岛状侏儒症，以及小型动物的大型版本，如岛状巨人症，在地中海周围的岛屿上出现。
米诺卡岛兔王与普通兔类对比
03
从如今的海洋来看，地中海的很明显在某个时候又重新被海水注满。
地中海（图源@NASA）
海洋地壳模型表明，由于构造板块的再次移动和沉积物侵蚀，大西洋和地中海之间的屏障降低，直布罗陀海峡打开，水流通过海峡进入了盆地。但就像关于MSC如何开始的争论一样，关于它如何结束的争论也很多。
直布罗陀海峡三维模型（图源@SeRgioo）
起初，一些科学家认为这是由于一个巨大的瀑布倾泻到地中海，使盆地仅仅几个月就灌满了水。但其他地质学家利用地震数据发现，大西洋和地中海之间的斜坡不够陡峭，不足以形成瀑布。相反，重新填满大海的东西可能更像一条河。
瀑布（图源@Janice Friedman）
而最近的研究称，在一次被称为赞克尔洪灾（Zanclean flood）的事件中，MSC只用了大约两年的时间就结束了。
模拟地中海赞克尔洪灾（图源@Paubahi）
目前科学家们仍在寻找更多关于MSC的证据，从小型大象的化石，到米诺卡岛兔王，再到在陆地和地中海海底发现的盐晶体。
地中海盐矿（图源@Giuseppe Fallica）
地球的板块总是在移动，如果板块运动和气候变化的完美结合重新发生，“地中海的消失”依旧可能会再次发生！
参考资料：
[1] K. J. Hsü. The messinian salinity crisis[J]. Naturwissenschaften, 1978, 65(3):151-151.
[2] Andersen N , Paul H A , Bernasconi S M , et al. Large and rapid climate variability during the Messinian salinity crisis: Evidence from deuterium concentrations of individual biomarkers[J]. Geology, 2001, 29(9):799-802.
[3] Aharon P , Goldstein S L , Wheeler C W , et al. Sea-level events in the South Pacific linked with the Messinian salinity crisis[J]. Geology, 1993, 21(9):771.
[4] Jolivet L , Augier R , Cécile Robin, et al. Lithospheric-scale geodynamic context of the Messinian salinity crisis[J]. Sedimentary Geology, 2006, 188(none):9-33.
PBC、NASA、YouTube、维基百科、搜狐、百度百科等
- End -
桔灯勘探