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2.5亿年前生物大灭绝怎么回事?“凶手”疑是TA

2021-11-18 08:50

  现代快报讯(记者 阿里亚)2.5亿年前,地球上发生了一场最为严重的全球性生物灭绝事件。这场大灭绝是谁干的?一直以来争议不断。主流观点认为,这与当时的西伯利亚“超级火山”喷发有关。

  “西伯利亚火山爆发并非是导致这次大灭绝的唯一推手。”近日,由南京大学沈树忠院士和中科院南京地质古生物研究所研究员张华领衔的研究团队,经过多年研究揪出了造成这场生物大灭绝的主要“凶手”之一——华南周缘火山活动。11月17日,相关研究成果在线发表于国际知名刊物《科学进展》上。

  △华南陆相剖面二叠纪-三叠纪过渡期富铜沉积物及炭屑

  史上最惨烈的生物大灭绝

  地球用了500万年才“活”过来

  地球是人类赖以生存的家园,它诞生于46亿年前。在这漫长的岁月里,地球一共经历了五次影响遍及全球的生物大灭绝事件。

  这五次生物大灭绝事件中,要问哪一次规模最大,那一定是发生在2.5亿年前的那次。“当时,超过81%的海洋生物物种和约89%的陆地生物物种在6万年内灭绝。”张华告诉现代快报记者,地球足足花了500万年才从沉重打击中恢复过来。

  这场规模宏大的灭绝事件是如何发生的?科学家们提出了很多假说,例如小行星撞击、臭氧层崩溃和酸雨影响等。

  “这次大灭绝的模式和精确时间大都来自于我国华南地区的地质记录,尤其是浙江长兴煤山剖面的研究表明,这次生物大灭绝发生在两层火山灰之间。”张华说,因此主流观点认为,大规模的火山喷发是导致这次大灭绝的原因。

  生物大灭绝开始初期,地球的温度是25℃,而生物大灭绝结束,温度为33℃。由此可见,当时地球经历了“突然升高”的状态。气温的突然升高并干旱化,造成了全球范围内大规模森林野火事件频发,使得森林快速消亡。森林的破坏又造成地表风化加剧,地表土壤系统快速崩溃。

  火山喷发犹如扣动扳机,引发连锁反应。巨量的二氧化碳不停地涌入大气层中,还造成海水缺氧和酸化,导致生物大量死亡。

  对灭绝原因产生疑问

  “超级火山”在大灭绝前就已开始喷发

  人类想要了解地球的过去,有一个重要研究对象就是各类化石,不同时期的化石是地球历史的“记录本”。

  这场生物大灭绝的模式和精确时间均来自于华南,为什么要用西伯利亚“超级火山”喷发来解释这次大灭绝的原因?对此,研究团队不禁产生了疑问。

  “西伯利亚大火成岩省所在区域很少有化石记录的灭绝模式,最新的古生物资料表明,大灭绝时期西伯利亚地区的生物多样性损失并没有华南地区严重。”张华说,不仅如此,西伯利亚“超级火山”在大灭绝30万年前就开始喷发,并一直持续到大灭绝事件结束之后约50万年。其中,有1/3的喷出岩和主体岩浆岩侵入时间均在华南的生物大灭绝之后。

  无论是大灭绝发生的时间和火山作用持续的时间,华南与西伯利亚的记录都存在不一致的现象。这是为什么?其中有什么隐情?……研究人员就如同福尔摩斯探案一样,不断地在调查研究中逐渐接近真相。

  △华南二叠纪大灭绝期间富铜沉积形成过程示意图

  揪出灭绝“真凶”

  “证据链”指向华南周缘火山活动

  时光倒流到2.5亿年前,当时华南地区还是一片热带雨林,陆地生物和海洋生物都很丰富。突然,大灭绝来临。热带雨林消失、成煤作用停止、土壤系统崩溃、气候快速干旱……我国四川、云南、贵州等地的地层剖面默默记录下了这一灾难事件的全过程。

  研究团队在云贵川地区的地质岩层考察时,发现铜和汞的含量异乎寻常的高,而这两种元素都和火山密切相关。经推算,华南周缘的酸性火山活动最少释放超过19亿吨的铜和几十亿吨的二氧化硫。

  “这种喷发通量是现代火山活动二氧化硫年通量的10-200倍。”研究人员推测,当时华南大规模爆发式中酸性火山喷发导致大量铜和汞的富集,同时引起大规模野火事件,摧毁了陆地植被系统;火山释放的大量富硫气溶胶穿透对流层后滞留于平流层,可能导致“火山冬天”。

  “所谓的火山冬天,是指大规模火山喷发之后大气温度异常降低的现象。”张华进一步解释称,此时太阳光很难照射到地球上,造成温度降低。随后地球又开始“发高烧”,这种快速降温与快速升温可能比火山作用导致的长期逐渐升温对生物的影响更致命。

  “长期以来,其他地区的酸性火山作用被低估甚至忽略。我们的研究表明,华南周缘大规模酸性火山喷发亦是造成大灭绝的一个重要诱因,而西伯利亚火山喷发并非大灭绝事件的唯一推手。”张华表示,现在地球也面临着温室效应带来的一系列问题,这与2.5亿年前的灭绝事件很相似,本研究或有助于我们更好地了解未来生物将如何响应全球气候的变化。

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