2.5億年前的二疊紀(jì)末生物大滅絕讓超過80%的海洋生物滅亡 誰是“罪魁禍?zhǔn)住保?/h1>
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（神秘的地球uux.cn報(bào)道）據(jù)科技日?qǐng)?bào)：二疊紀(jì)末，海洋生命遭受有史以來最慘烈打擊，億年超過80%的疊紀(jì)海洋生物和大部分陸地生物滅亡。天體撞擊、末生滅絕滅亡氣候變暖、讓超火山噴發(fā)……
回溯地質(zhì)歷史，海洋地球曾經(jīng)發(fā)生過5次重大生物滅絕事件，生物這些事件造成當(dāng)時(shí)海洋中至少75%的罪魁禍?zhǔn)孜锓N在短時(shí)間內(nèi)滅絕。直到今天，億年各國科學(xué)家經(jīng)過多年的疊紀(jì)研究，雖然提出過多種假說，末生滅絕滅亡但對(duì)生物大滅絕的讓超原因存有爭(zhēng)議。
科技日?qǐng)?bào)記者近日從中科院南京地質(zhì)古生物研究所獲悉，海洋該所科研團(tuán)隊(duì)與美國學(xué)者合作，生物對(duì)地球歷史上最大規(guī)模的罪魁禍?zhǔn)滓淮魏Ｑ笊餃缃^展開了研究。2.5億年前的二疊紀(jì)末，一次史無前例的生物大滅絕，讓超過80%的海洋生物和大部分陸地生物滅亡。這是有史以來海洋生命遭受的最慘烈打擊。
十多年前，在浙江省長興縣煤山跨越二疊紀(jì)-三疊紀(jì)轉(zhuǎn)折期的一段地層剖面，中科院南京地質(zhì)古生物研究所的科研團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了科研鉆探取樣工作，而這次獲取的巖芯中可能暗藏著大滅絕“罪魁禍?zhǔn)住钡闹虢z馬跡。
究竟是什么導(dǎo)致了二疊紀(jì)末海洋生物大滅絕？是天體撞擊，海洋酸化還是地球變暖？其他幾次生物大滅絕的原因又是什么？這個(gè)神秘“殺手”會(huì)不會(huì)再次出現(xiàn)，上演第六次生物大滅絕？記者帶著問題采訪了領(lǐng)導(dǎo)此項(xiàng)研究的中科院南京地質(zhì)古生物研究所研究員張華。
史上最嚴(yán)重的生物大滅絕
到目前為止，地球歷史上有過5次非常大的滅絕事件，其中，二疊紀(jì)末生物大滅絕毫無爭(zhēng)議地被公認(rèn)為地質(zhì)歷史時(shí)期嚴(yán)重的一次滅絕事件。
過去，由于統(tǒng)計(jì)尺度較粗，二疊紀(jì)生物大滅絕曾被認(rèn)為發(fā)生在很長的時(shí)間(大約1000萬年)內(nèi)。
后來，經(jīng)過進(jìn)一步研究，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)二疊紀(jì)生物大滅絕分為兩個(gè)階段：一次發(fā)生在瓜達(dá)魯普世末(約2.6億年前)，可能與當(dāng)時(shí)的峨眉山玄武巖大規(guī)模噴發(fā)有關(guān)；另一次發(fā)生在二疊紀(jì)末期(約2.5億年前)。“目前通常所說的二疊紀(jì)末生物大滅絕，是指發(fā)生在二疊紀(jì)-三疊紀(jì)之交的生物滅絕事件。”張華說。
人們熟知的三葉蟲，是當(dāng)時(shí)一種比較常見的生物，在我國許多地方都能挖掘到它的化石。在5億年前的海洋中，三葉蟲曾占據(jù)主導(dǎo)地位，堪稱海中霸主。但在這一次大滅絕中，三葉蟲徹底消失了，再也沒有出現(xiàn)過。
不僅是三葉蟲，這次生物大滅絕造成古生代非常繁盛的動(dòng)物群中許多主要門類滅絕或者大幅減少。比如四射珊瑚、橫板珊瑚、海蕾類等均遭受滅頂之災(zāi)， 從此銷聲匿跡；還有古生代晚期腕足動(dòng)物，在大滅絕層位明顯小型化，曾經(jīng)繁盛的長身貝目、扭月貝目、石燕目和直形貝目等均滅絕。
與此同時(shí)，地球的陸地生態(tài)系統(tǒng)也遭受重大打擊。據(jù)張華介紹，當(dāng)時(shí)的地球大陸與現(xiàn)在完全不同，上億年的板塊運(yùn)動(dòng)，到了二疊紀(jì)全球各個(gè)主要大陸拼在一起，成為一個(gè)名為“泛古陸”的超級(jí)大陸。在廣闊的陸地上，滋養(yǎng)了許多植物和動(dòng)物，比如在華南地區(qū)以大羽羊齒為代表的熱帶雨林植物群，二疊紀(jì)晚期占主導(dǎo)地位的脊椎動(dòng)物二齒獸等。
但是，在這次空前的大滅絕中，以大羽羊齒為代表的熱帶雨林植物群基本消失，以二齒獸為代表的脊椎動(dòng)物群也受到重大打擊，數(shù)量銳減。
張華告訴記者，古生物學(xué)家根據(jù)化石記錄進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，約有95%的海洋生物物種和約75%的陸地生物物種慘遭滅絕。
海洋明顯缺氧致生物“憋死”
在寒武紀(jì)生命大爆發(fā)之后的近3億年時(shí)間里，地球表面的海陸不斷變幻，生命不斷升級(jí)，每一紀(jì)都是新舞臺(tái)，每一紀(jì)都有新“演員”登場(chǎng)。
同時(shí)，也有大量物種淘汰，包括那些不可一世的霸主。那么，究竟是誰在支配地球生命的輪回？
據(jù)張華介紹，二疊紀(jì)末生物大滅絕是地球史上最嚴(yán)重的事件，如果能夠找出確切原因，將有助于揭開其他幾次生物大滅絕的面紗，關(guān)于二疊紀(jì)末生物大滅絕的原因有多種猜測(cè)，比較流行的是火山噴發(fā)。
也曾經(jīng)有學(xué)者提出天體撞擊造成二疊紀(jì)末生物大滅絕，地外的小行星或者彗星撞擊地球，肯定會(huì)帶來災(zāi)難性的后果，比如，它會(huì)帶來地球磁極倒轉(zhuǎn)、在陸地上引發(fā)大火、在海洋中引發(fā)巨型海嘯。但是，這種觀點(diǎn)沒有足夠的證據(jù)支撐，一直受到多方質(zhì)疑。
而火山爆發(fā)的觀點(diǎn)則更令人信服。俗話說分久必合，合久必分。地球大陸經(jīng)過板塊運(yùn)動(dòng)拼接在一起后，并未停止活動(dòng)，地球內(nèi)部強(qiáng)大的力量推動(dòng)板塊相互擠壓，造成大規(guī)模的火山噴發(fā)，泛大陸也于二疊紀(jì)末期逐漸分裂。在位于俄羅斯的西伯利亞，至今還留有大量的火山噴發(fā)痕跡。有人認(rèn)為，那是地球史上規(guī)模最大的火山噴發(fā)，噴射出大量的溫室氣體和礦物質(zhì)。
張華帶領(lǐng)的科研團(tuán)隊(duì)在對(duì)浙江長興縣的一段地層剖面展開研究發(fā)現(xiàn)，這段地層曾是遠(yuǎn)古海洋，記錄了大滅絕前后約50萬年的海洋地質(zhì)歷史。
他們對(duì)地層樣品中鐵、鉬、鈾、釩等對(duì)氧化還原非常敏感的元素進(jìn)行分析。結(jié)果顯示，生物大滅絕期間，海洋處于缺氧狀態(tài)，且大滅絕結(jié)束后一段時(shí)間，缺氧情形仍沒有顯著改變。此外，地層樣品中還發(fā)現(xiàn)了缺氧環(huán)境中常見的硫化物。
“我們比對(duì)了其他研究，發(fā)現(xiàn)大滅絕前后，全球海洋普遍出現(xiàn)了缺氧狀況。我們認(rèn)為，很可能是當(dāng)時(shí)的火山噴發(fā)等地質(zhì)事件產(chǎn)生了大量還原性物質(zhì)，并輸入海洋。海水里的氧氣被大量消耗，普遍性的缺氧出現(xiàn)，最終大部分海洋生物死亡。”張華說。
地球環(huán)境突變存在幕后黑手
目前，地球上一共有約150萬種生物。這個(gè)數(shù)字聽起來非常多，但其實(shí)只占地球曾經(jīng)擁有的物種總數(shù)的1%。也就是說，地球上曾經(jīng)居住著1.5億種生物，而如今，它們中的99%都滅絕了。
很多物種消失于顯生宙的5次生物大滅絕，分別發(fā)生在4.3億年前的奧陶紀(jì)末、3.7億年前的晚泥盆世、2.5億年前的二疊紀(jì)末、2億年前的三疊紀(jì)末以及6600萬年前的白堊紀(jì)末，恐龍的滅絕就發(fā)生在白堊紀(jì)末。
科學(xué)家們?cè)?jīng)列舉了不下20種可能造成整個(gè)生物圈毀滅的原因。
張華告訴記者，已有研究表明，6億年以來生命在不斷地演化，還沒有任何天外事件曾經(jīng)毀滅整個(gè)地球生物圈，所有這些生物大滅絕事件幾乎都伴隨有劇烈的全球性環(huán)境變化。
這些環(huán)境和氣候變化包括冰室效應(yīng)或溫室效應(yīng)，并導(dǎo)致大氣溫度劇烈變化、海洋酸化和缺氧、海洋微生物爆發(fā)等現(xiàn)象出現(xiàn)， 所有這些都說明劇烈的氣候環(huán)境變化是導(dǎo)致生物大滅絕發(fā)生的原因。
“其幕后黑手大多指向地球內(nèi)部活動(dòng)造成的大規(guī)模火山噴發(fā)。”張華說，即便是公眾關(guān)注的白堊紀(jì)末生物大滅絕事件，也逐漸被證實(shí)與印度的德干玄武巖噴發(fā)有密切聯(lián)系。
因此專家認(rèn)為，大規(guī)模火山噴發(fā)觸發(fā)埋藏于地下的甲烷和二氧化碳等溫室氣體在短時(shí)間內(nèi)快速釋放，這些溫室氣體進(jìn)入大氣后引發(fā)地表環(huán)境劇烈變化，從而造成生物大滅絕。
自從有人類記錄以來，地球還沒有觀察到上千平方公里的大規(guī)模火山噴發(fā)的現(xiàn)象。但是人類對(duì)地球環(huán)境帶來了前所未有的改變，造成大量二氧化碳進(jìn)入大氣，如果這種趨勢(shì)長期保持下去，那么地球生物圈進(jìn)入新一輪大滅絕在所難免。
相關(guān)報(bào)道：借助高分辨率巖芯樣品再認(rèn)識(shí)二疊紀(jì)末大滅絕期間的缺氧事件
（神秘的地球uux.cn報(bào)道）據(jù)中國科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所：在距今約2.52億年前的二疊紀(jì)末期發(fā)生了地質(zhì)歷史上最具災(zāi)難性的生物滅絕事件，該事件使得超過90%的海洋物種滅絕。包括中國科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所晚古生代團(tuán)隊(duì)在內(nèi)的中外科學(xué)家經(jīng)過數(shù)十年的持續(xù)努力，該生物事件過程的細(xì)節(jié)正不斷被揭示。與此同時(shí)，基于各種地質(zhì)學(xué)和地球化學(xué)證據(jù)，包括天體撞擊、西伯利亞大火成巖省、大洋缺氧、海洋酸化、極端氣候變暖和快速的大陸風(fēng)化等諸多可能導(dǎo)致此次重大生物事件的環(huán)境背景機(jī)制也陸續(xù)被提出。
前人曾對(duì)作為全球二疊系—三疊系GSSP的浙江省長興縣煤山剖面二疊紀(jì)—三疊紀(jì)之交生物大滅絕事件期間的海洋氧化還原環(huán)境進(jìn)行過大量的研究。考慮到該時(shí)段煤山剖面總體上屬于凝縮沉積，因此需要更高分辨率的采樣方法來進(jìn)一步恢復(fù)該生物事件的古海洋氧化還原條件的演化史。
最近，由南京古生物所張華研究員和向雷博士等人與南京大學(xué)、美國西卡羅萊納州立大學(xué)的合作者所組成的研究小組，對(duì)煤山剖面P-T科研鉆探的巖芯中二疊紀(jì)—三疊紀(jì)之交時(shí)間跨度約50萬年的樣品進(jìn)行了高精度取樣，開展了鐵組分和微量元素的測(cè)試分析。該研究成果已在線發(fā)表于《三古》（Palaeogeography Palaeoclimatology Palaeoecology）。
詳細(xì)的鐵組分研究發(fā)現(xiàn)：煤山剖面生物滅絕事件前沉積水體主體處于氧化狀態(tài)，生物滅絕事件發(fā)生期間主要處于缺氧環(huán)境并伴隨有間斷性的硫化環(huán)境發(fā)育，而滅絕事件之后海洋持續(xù)缺氧并未發(fā)生顯著的氧化。Mo、U、V等氧化還原敏感微量元素濃度數(shù)據(jù)進(jìn)一步揭示：在生物大滅絕期間，此類氧化還原敏感元素濃度急劇降低，意味著全球主要海洋在此時(shí)都同向的發(fā)生了脫氧作用。因此，大洋脫氧和硫化氫毒性可能在二疊紀(jì)末生物大滅絕中扮演了重要作用。
該項(xiàng)研究得到了中國科學(xué)院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)、前沿科學(xué)重點(diǎn)研究計(jì)劃項(xiàng)目和國家自然科學(xué)基金委的資助。
論文相關(guān)信息： Xiang, L., Zhang, H.*, Schoepfer, S.D., Zheng, Q.F., Yuan, D.X., Cai, Y.F., Cao, C.Q., Shen, S.Z., 2020. Oceanic redox evolution around the end-Permian mass extinction at Meishan, South China. Paleogeogr. Paleoclimatol. Paleoecol. 544, 109626. https://doi.org/10.1016/j.palaeo.2020.109626