科學家在美國紐約州開羅附近的一個廢棄採石場發現了世界上最古老的森林。這些有3.85億年曆史的岩石中含有數十棵古樹的木質樹根化石。這一發現標誌著地球歷史上的一個轉折點。當樹木進化出這些根時，它們便能從空氣中吸收二氧化碳並將其封存，進而從根本上改變了地球的氣候，並產生了人們今天所知的大氣。

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該遺址非常特別，研究小組成員、英國卡迪夫大學古植物學家Christopher Berry說，採石場的地面大約有半個美國橄欖球場那麼大，代表了穿過古森林地表下土壤的水平切面。“站在採石場的地面上，我們可以在想像中重建周圍的森林。”Berry說。

Berry和同事在2009年首次發現了這個遺址，目前仍在分析其中的化石。一些石化的樹根直徑達15厘米，在樹幹曾經矗立的地方形成了11米寬的水平放射狀圖案。研究小組近日在《當代生物學》上報告說，它們似乎屬於古蕨屬，一種有著大的木質根和帶葉的木質枝幹的樹，在某種程度上與現代樹木有親緣關係。

Berry說，在此之前，最古老的古蕨屬化石的年齡不超過3.65億年，而這種樹究竟是什麼時候進化出現代外觀特徵的還不清楚。

未參與該研究的北卡羅來納大學古植物學家Patricia Gensel說，該遺址表明古蕨屬在此前的2000萬年前就做到了。“這些根系的大小確實改變了圖景。”她還補充說，即使在20年前，研究人員也認為擁有如此龐大而復雜根系的樹木，在地質年代的早期並沒有進化出來。

加州帕洛阿爾托斯坦福大學地球科學家Kevin Boyce說，像這樣的樹木對古代氣候有很大影響。深深的樹根穿透並分解土壤內外的岩石。地質學家稱這種過程為“風化”，它會引發化學反應，將大氣中的二氧化碳轉化為地下水中的碳酸鹽離子。這些碳最終流入大海，被鎖定為石灰岩。

由於風化作用及其連鎖效應，在木質森林出現後不久，大氣中的二氧化碳含量降至現代水平。在幾千萬年前，這個數字是今天的10到15倍。一些研究表明，大氣中如此多二氧化碳的去除直接導致了氧氣水平的持續上升，到3億年前，大氣中含氧量約為35%。這反過來又可能導致了當時巨型昆蟲的進化，有些昆蟲的翅膀寬達70厘米，並可能生活在古代的森林裡。

幾千萬年後生長在該古森林中的樹木也對現代氣候產生了間接影響。Berry之前曾撰文論述這些森林的化石遺跡是如何形成煤炭，並推動歐洲和北美工業革命的。

這不是Berry和他的同事第一次探索原始森林。19世紀，研究人員曾在離該遺址約40公里的紐約州吉爾博發現了一片化石森林，其中包含有3.82億年前的古樹化石。但2010年，Berry和同事發現，吉爾博森林的樹根屬於更原始的樹木，可能與蕨類和楔葉類植物有關，它們沒有產生具有很大風化潛力的木質深根。

這意味著生長在開羅遺址的樹木是創新者。“樹木的葉子可以產生陰影，並且有一個很大的根部系統，這是一種以前不存在的現代樹木。”Berry說。