三疊紀末期大滅絕發生於約2億零一百萬年前，與盤古大陸分裂時伴隨的巨大火山爆發有關。這些火山爆發釋放大量二氧化碳進入大氣，導致全球氣溫上升約5至10攝氏度。
隨著地球變熱，以樹木為主的森林崩潰，蕨類迅速進入受損的生態環境，遍布現今西北歐的大部分地區，形成廣闊的類草原環境。由烏特勒支大學地質學家領導的國際團隊最新研究顯示，這些被蕨類覆蓋的區域極易發生火災，而蕨類本身可能提供了維持火勢蔓延的主要燃料。
該研究於2026年7月21日發表於《自然地球科學》期刊。
為了調查這一遠古時期的野火活動，研究人員分析了四個鑽探核心中保存極佳的沉積物，其中一個是最近在英國採集的長達640米的鑽芯。
團隊透過測量化石炭和野火煙霧中產生的多環芳香烴（PAHs）有機化合物，重建古代火災活動。
結合化石花粉和孢子的紀錄，結果顯示在滅絕的主要階段，野火活動急劇增加，這段火災頻繁的時期也與蕨類的劇烈擴張相吻合。
然而，傳統指標各有侷限。大型炭塊可能碎裂成許多小片，導致火災量被高估；PAHs則可能遠距離傳播，且部分分子可能無法保存於地質紀錄中。為克服這些問題，研究團隊開發了另一種追蹤遠古火災的方法。
「本研究的新穎之處在於分析有機微化石的顏色變化，」烏特勒支大學的Bas van de Schootbrugge博士表示，他是論文的資深作者。「我們使用一種簡單且成本極低的技術，量化化石花粉和孢子的『暗度指數』。」
有機微化石埋藏後通常會變暗，因為隨著壓力和溫度升高，材料逐漸改變。沉積物越深，受熱越多，內部有機物質越像被烹煮，化石顏色越深。
「但我們發現了一種截然不同的模式，」Van de Schootbrugge說。
鑽芯中最古老且最深的花粉和孢子仍保持淺色，但滅絕期間的化石顏色逐漸變深，最終達到極深的棕色。滅絕期結束後，化石顏色又回復成淡黃色。
「我們對此現象感到相當困惑，因為它在四個鑽芯中同時出現，且四個盆地的地質歷史截然不同，因此不可能是沉積物埋藏造成的，」Van de Schootbrugge解釋。
暗度指數利用RGB色彩光譜測量顏色。連接光學顯微鏡的相機拍攝化石，將色彩資訊轉換為平均灰階值，使科學家能比較同一鑽芯不同層位及不同地點鑽芯的樣本。
研究人員對滅絕前、中、後的植物花粉和孢子進行了1萬5千次測量，並比較樹木花粉與蕨類孢子的顏色變化，以判斷暗化是否因植物群體生物差異所致。
「所有植物群體都呈現相同效果，強烈表明這是外部因素造成的。」
當團隊將化石顏色變化與炭塊和PAHs水平比較後，模式變得清晰。異常的「暗區」似乎記錄了蕨類激增期間持續的嚴重野火活動。
「暗化現象與蕨類激增、主要滅絕階段以及炭塊和PAHs含量升高完全重疊。」
蕨類在滅絕主要階段的快速崛起，可能由多種相互關聯的因素驅動，包括森林砍伐、土壤侵蝕、強烈的溫室效應和反覆的野火。
Van de Schootbrugge說：「蕨類是地球歷史上經歷多次危機的非凡植物，有些物種能適應極端環境，可視為真正的災難物種。」
某些蕨類能迅速蔓延於受損土地，尤其在其他植被被破壞的地方。火災能加速此過程。雖然蕨類地上部分會燃燒，但植物能從地下根系快速再生，使其比許多競爭植物更快回歸並佔據更多領域。
這種能力或可解釋蕨類激增持續時間之長。研究估計該時期至少持續4萬年，甚至可能長達30萬年。
蕨類成為反覆火災的燃料
「當蕨類乾燥時，厚厚的蕨類墊成為引發大規模野火的理想燃料，」Van de Schootbrugge解釋。
快速擴散的先驅及雜草蕨類形成廣闊的蕨類草原。有些物種可能充當火梯，幫助火焰穿越景觀，同時擠壓並掩蓋其他植被。
「蕨類回應並提供助燃燃料，助長火勢，觸發反覆的大規模野火，形成真正的煉獄世界。」
結果可能是一個破壞性的反饋循環。氣候變暖與森林消失開放了蕨類生長的空間，蕨類提供大量乾燥燃料助長新火災，火災後蕨類迅速再生並再次擴散。
Van de Schootbrugge總結：「我們能從中學到的教訓是，氣候變遷、森林砍伐與機會主義物種擴散的結合，可能成就一場完美風暴。」