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2.5億年前生物大滅絕怎么回事?“兇手”疑是TA

現代快報訊(記者 阿里亞)2.5億年前,地球上發生了一場最為嚴重的全球性生物滅絕事件。這場大滅絕是誰干的?一直以來爭議不斷。主流觀點認為,這與當時的西伯利亞“超級火山”噴發有關。

“西伯利亞火山爆發并非是導致這次大滅絕的唯一推手?!苯?,由南京大學沈樹忠院士和中科院南京地質古生物研究所研究員張華領銜的研究團隊,經過多年研究揪出了造成這場生物大滅絕的主要“兇手”之一—— 華南周緣火山活動。11月17日,相關研究成果在線發表于國際知名刊物《科學進展》上。



△華南陸相剖面二疊紀-三疊紀過渡期富銅沉積物及炭屑

史上最慘烈的生物大滅絕

地球用了500萬年才“活”過來

地球是人類賴以生存的家園,它誕生于46億年前。在這漫長的歲月里,地球一共經歷了五次影響遍及全球的生物大滅絕事件。

這五次生物大滅絕事件中,要問哪一次規模最大,那一定是發生在2.5億年前的那次?!爱敃r,超過81%的海洋生物物種和約89%的陸地生物物種在6萬年內滅絕?!睆埲A告訴現代快報記者,地球足足花了500萬年才從沉重打擊中恢復過來。

這場規模宏大的滅絕事件是如何發生的?科學家們提出了很多假說,例如小行星撞擊、臭氧層崩潰和酸雨影響等。

“這次大滅絕的模式和精確時間大都來自于我國華南地區的地質記錄,尤其是浙江長興煤山剖面的研究表明,這次生物大滅絕發生在兩層火山灰之間?!睆埲A說,因此主流觀點認為,大規模的火山噴發是導致這次大滅絕的原因。

生物大滅絕開始初期,地球的溫度是25℃,而生物大滅絕結束,溫度為33℃。由此可見,當時地球經歷了“突然升高”的狀態。氣溫的突然升高并干旱化,造成了全球范圍內大規模森林野火事件頻發,使得森林快速消亡。森林的破壞又造成地表風化加劇,地表土壤系統快速崩潰。

火山噴發猶如扣動扳機,引發連鎖反應。巨量的二氧化碳不停地涌入大氣層中,還造成海水缺氧和酸化,導致生物大量死亡。

對滅絕原因產生疑問

“超級火山”在大滅絕前就已開始噴發

人類想要了解地球的過去,有一個重要研究對象就是各類化石,不同時期的化石是地球歷史的“記錄本”。

這場生物大滅絕的模式和精確時間均來自于華南,為什么要用西伯利亞“超級火山”噴發來解釋這次大滅絕的原因?對此,研究團隊不禁產生了疑問。

“西伯利亞大火成巖省所在區域很少有化石記錄的滅絕模式,最新的古生物資料表明,大滅絕時期西伯利亞地區的生物多樣性損失并沒有華南地區嚴重?!睆埲A說,不僅如此,西伯利亞“超級火山”在大滅絕30萬年前就開始噴發,并一直持續到大滅絕事件結束之后約50萬年。其中,有1/3的噴出巖和主體巖漿巖侵入時間均在華南的生物大滅絕之后。

無論是大滅絕發生的時間和火山作用持續的時間,華南與西伯利亞的記錄都存在不一致的現象。這是為什么?其中有什么隱情?……研究人員就如同福爾摩斯探案一樣,不斷地在調查研究中逐漸接近真相。

 


△華南二疊紀大滅絕期間富銅沉積形成過程示意圖

揪出滅絕“真兇”

“證據鏈”指向華南周緣火山活動

時光倒流到2.5億年前,當時華南地區還是一片熱帶雨林,陸地生物和海洋生物都很豐富。突然,大滅絕來臨。熱帶雨林消失、成煤作用停止、土壤系統崩潰、氣候快速干旱……我國四川、云南、貴州等地的地層剖面默默記錄下了這一災難事件的全過程。

研究團隊在云貴川地區的地質巖層考察時,發現銅和汞的含量異乎尋常的高,而這兩種元素都和火山密切相關。經推算,華南周緣的酸性火山活動最少釋放超過19億噸的銅和幾十億噸的二氧化硫。

“這種噴發通量是現代火山活動二氧化硫年通量的10-200倍?!毖芯咳藛T推測,當時華南大規模爆發式中酸性火山噴發導致大量銅和汞的富集,同時引起大規模野火事件,摧毀了陸地植被系統;火山釋放的大量富硫氣溶膠穿透對流層后滯留于平流層,可能導致“火山冬天”。

“所謂的火山冬天,是指大規?;鹕絿姲l之后大氣溫度異常降低的現象?!睆埲A進一步解釋稱,此時太陽光很難照射到地球上,造成溫度降低。隨后地球又開始“發高燒”,這種快速降溫與快速升溫可能比火山作用導致的長期逐漸升溫對生物的影響更致命。

“長期以來,其他地區的酸性火山作用被低估甚至忽略。我們的研究表明,華南周緣大規模酸性火山噴發亦是造成大滅絕的一個重要誘因,而西伯利亞火山噴發并非大滅絕事件的唯一推手?!睆埲A表示,現在地球也面臨著溫室效應帶來的一系列問題,這與2.5億年前的滅絕事件很相似,本研究或有助于我們更好地了解未來生物將如何響應全球氣候的變化。

 (中科院南京地質古生物研究所供圖)


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