火山不斷噴發，氣候乾燥炎熱，海水下降，臭氣瀰漫，在2.52億年前的二疊紀末，地球上究竟發生了什麼……
二疊紀的植物模擬圖
前不久，中國科學院南京地質古生物研究所研究的「中國的樂平統和二疊紀末生物大滅絕」項目獲得了國家自然科學獎二等獎，這個項目對2.52億年前地球上一次最嚴重的生物大滅絕事件進行了詳細研究，在滅絕的時間和形成原因上提出了一些新觀點，這項研究對評估當今的地球環境變化具有重要的啟示。
而在2.52億年前，地球上究竟發生了什麼？那時都有哪些生物？為什麼後來都滅絕了？中國科學院南京地質古生物研究所的研究人員為記者進行了詳細講述。
「在遙遠的2.6億~2.52億年前，地球的這個歷史階段被稱為樂平世。這時的地球上有一個名叫古特提斯洋的海洋，另外還有一個由岡瓦納、勞亞和西伯利亞三塊大陸板塊構成的統一陸地，叫泛大陸，三面環抱著海洋。在這個海洋東部的深水區域裡，生活著一大群稀奇古怪卻又自由自在的生物，我們的故事也就從這裡開始……」
古特提斯海洋裡有哪些獨特的底棲生物
這些生物可能自己也不知道自己的祖先來自哪裡，因為那是太遙遠的記憶了。但它們知道的是，除非發生巨大的災難，不然它們是不會離開這裡的，因為這裡的環境多好啊：這裡處於古特提斯海洋的中心，又靠近赤道，陽光充足，溫度適宜，海水營養豐富，有著各種各樣的「美食」；當然，海裡也有一些大個子的傢伙，這些傢伙很兇猛，有鋒利的牙齒，有的還長著閃閃發亮的鱗片，在海裡橫行霸道，不過那些被它們吃的小傢伙們繁殖得也快，數量很多，所以大家都不怕哪天自己家族都被吃光了，一直相安無事。
在這群生物裡，最小的就是那些以海水中的營養物質為營養的細菌了，這些細菌小得幾乎看不見，但它們數量驚人，隨處可見，而且它們的生存能力最強，從地球上出現生物開始，它們就一直存在了。因為它們的存在，給比它們高一等的生物提供了食物來源。
而比細菌大一些的生物可能就是那些珊瑚蟲或有孔蟲了，珊瑚的家族譜系非常龐大，比如有四射珊瑚、六射珊瑚、橫板珊瑚等等，四射或六射是根據珊瑚蟲的特徵來命名的。
蜓類化石
而在廣闊的海底，還生活著另外一個大家族，那就是蜓類家族，蜓類不是我們現在說的蜻蜓家族，它是二疊紀古特提斯海洋中一個特有的「有孔蟲」家族，可以說「前無古人，後無來者」。蜓類家族的個頭也不大，一般只有幾毫米，大的也就1釐米左右。蜓類家族也有很多分支，比如有個體非常小、像喇叭的喇叭蜓，還有像紡錘的古紡錘蜓，而大型的蜓類家族有新希瓦格蜓等。這些蜓類也喜歡聚集在一起生活，經常一發現就是一大群。
再大一些的生物就有腕足類的貝殼，比如長身貝類、直形貝類等，那時候的貝殼和我們現在看到的不一樣，這些貝殼的形狀很奇特，就是兩片殼不都是鼓起來的，其中有一片往往是凹進去的，而且裡面還有兩個「觸鬚」一樣的東西，當它們餓時，它們就會張開雙殼，攝取海水裡飄來飄去的浮遊生物。
除了貝殼，這片海洋裡還有各種海綿、海百合，甚至從寒武紀(5億年前)就出現的三葉蟲到現在還生活在這裡。
古特提斯海洋中的海上霸王是誰
而以上所介紹的各種生物大多都是屬於底棲類生物，就是說它們平時基本上都固著於海底，不會到處亂跑，也沒辦法跑，除了三葉蟲這樣的節肢動物，有腳可以滑動水面「行走」。
而這時稱霸海裡的生物應該就是至今還不知啥模樣的牙形動物和魚類家族了，它們可以在廣闊的海洋裡到處遊走，屬於「主動攝食」家族，經常橫行海裡。這些動物有牙齒，可以殘忍地將食物撕碎，而魚類個頭又大，據說它們最大的長達好幾米，所以其他生物都很怕遇到它們，如果遇到它們正飢餓，那就只有等著成為它們的「盤中餐」了。
總之，在這片古老的古特提斯海洋裡，由於氣候溫暖，生物的種類是極其繁多的。
而在這片海域幾萬公裡之外的陸地上，又是一個不同的世界。
[2.52億年前的陸地生物]
二疊紀的陸地生物也很豐富
二疊紀時期的地球陸地就是一塊貫通南北兩極的泛大陸，大陸之間緊密連接。這時候的陸地氣候大部分溫暖潮溼，不過在中緯度地區也有一塊寬闊的沙漠乾旱地帶，南極也有一個巨大的冰蓋。
因為氣候溫暖潮溼，陸地的動植物繁殖生長得非常旺盛，而且有的個頭還都非常大。這時候的植物以蕨類為主。因為水分充足，生態環境好，樹木都長得異常高大茂盛，一棵棵都是參天大樹，起碼有十幾米高，葉子也很肥大。這時最為繁盛的是鱗木(蕨類植物)、柯達樹(裸子植物)和大羽羊齒，形成了茂密的森林。
因為植物茂密，飛鳥走獸也興旺。這時的陸地上出現了許多兩棲類和爬行類脊椎動物，比如麝足獸、二齒獸等等，這些爬行動物也高大威猛，身長有五六米，長得有點像現在的蜥蜴。另外也有恐龍的祖先，如杯龍目爬行類。此外這時也出現了哺乳動物，比如獸口目動物。而生活在不同地方的動物，長相可能稍微有點差別，比如在寒冷的地區，這些動物可能還披著厚厚的長毛，就跟長毛象差不多。
三葉蟲化石
[大滅絕前發生了哪些異象]
環境惡化，一股不明臭氣瀰漫全球
這是一個欣欣向榮的時代，但又是危險與生機並存的時代，地震、火山噴發、森林大火、隕石墜落時不時會發生，一切都在不經意間變化著。
從樂平世早期開始，氣候突然出現異常的變化，地殼在不停地移動，火山還在不斷地噴發，其中還發生過幾次大規模的火山噴發事件，比如峨眉山火山大爆發，很多生物類群在這次大噴發中喪生，甚至出現滅門的現象。
與此同時，讓海洋生物不得而知的是，當時海水水位也開始漸漸下降，那些海水究竟去了哪裡了呢？那些只能固著在海底的生物直到暴曬而亡的那刻都沒想通這個道理。
海平面下降的同時，氣候也開始變得越來越乾燥了，大氣二氧化碳開始增加，溫度越來越高，就連海裡都感覺到非常沉悶，氧氣逐漸減少，猶如一潭死水，有點過於沉寂了。沒過多久，大規模火山噴發導致空氣中傳來一陣陣腥臭，像是發臭的雞蛋的味道，氣味越來越濃，生活在海底和陸地的生物，凡是不能適應這種惡化的環境的只能留下來等死。
整個海洋就像一個「病人」，連陸地上的動物都感覺到了。整個地球都布滿了硫磺味的臭氣，大群大群的動植物被毒死，只有少量的留存了下來。
[2.52億年後的今天]
東部那片海域變成了一座山
這就是整個二疊紀末大滅絕的過程，這次事件中，海洋中95%以上和陸地上75%以上的生物物種都遭遇滅絕，是地球經歷的五次大滅絕中最嚴重的一次，它使演化進程產生重大轉折。這次大滅絕，成為古生代和中生代的界石。
滄海桑田，經過2.52億年的演化，地球形成了今天我們這樣的格局，原來的古大洋被分割成了今天的五大洋，而那群生活在古特提斯海洋東部海域的海洋生物，早已被埋藏在地下，直到上世紀，一群科學家在當年這片海域的某一位置，也就是今天的浙江長興煤山地區，發現了那群已經埋藏兩億多年的生物，它們形成了一塊塊化石，有的成為標定地質年代的「金釘子」。
但我們的故事還沒有結束，關於那次滅絕的原因，我們需要這些化石來告訴我們答案。
連結
地球歷史曾發生過五次生物大滅絕。
第一次生物大滅絕
時間：距今4.4億年前的奧陶紀末期。事件：導致大約85%的物種滅絕。
第二次生物大滅絕
時間：距今3.65億年前的泥盆紀後期。事件：海洋生物遭受了滅頂之災。
第三次生物大滅絕
時間：距今2.52億年前的二疊紀末期。事件：導致海洋95%以上和陸地75%以上的生物物種大滅絕。
第四次生物大滅絕
時間：距今2億年前的三疊紀晚期。事件：爬行類動物遭遇重創。
第五次生物大滅絕
時間：6500萬年前後，白堊紀晚期。事件：侏羅紀以來長期統治地球的恐龍滅絕了。
二疊紀末
生物大滅絕的幕後黑手是誰？
是天外來客引發這次生物大滅絕？
大規模火山噴發導致大滅絕？
2.52億年前的二疊紀末生物大滅絕，被公認為地球五次大滅絕中最慘重的一次。究竟是什麼導致了這次生物大滅絕？為什麼海平面會下降？為什麼二疊紀末的地球瀰漫了一股臭味？這些臭味究竟來自哪裡？誰是這起事件的幕後「黑手」？一直以來，科學家們都在尋找著答案。
猜想一
天外來客「砸死」地球生物？
從上世紀80年代開始，中科院南京古生物研究所就開始著手二疊紀末生物大滅絕的研究，帶頭領導這個項目的負責人是已故古生物專家金玉玕，接著好幾位研究人員也相繼加入。
南京古生物研究所的曹長群研究員告訴記者，通過對浙江長興煤山等全球很多處二疊紀化石和地層的研究，金玉玕等最終推斷出二疊紀末生物大滅絕是由兩幕組成，一次發生在大約2.6億年前，被稱為前樂平世滅絕事件，這次生物滅絕事件與我們國家著名的峨眉山玄武巖噴發在時間上基本相同；另一次發生在二疊紀最末期(大約2.52億年前)，這次事件滅絕速度快，影響的範圍涉及全球幾乎所有的化石門類，持續的時間短，估計在30萬年內，這在地質年代上可以說是非常短暫的時期了。
而二疊紀末生物大滅絕的原因，長期以來一直是一個爭論的熱點。2000年，金玉玕等人在《科學》上發表了論文，認為是瞬間事件導致了生物的滅絕，因為二疊紀末期發生的生物滅絕速度太快了。所以有美、日等科學家推斷2.52億年前有一顆小行星或者彗星猛烈地撞擊了地球，其威力巨大，造成的強烈震波迅速席捲全球，瞬間殺死了上千平方公裡內的所有生物。更厲害的是，這次撞擊激起了巨量的塵埃，這些塵埃懸浮在空中遮天蔽日，一方面造成全球氣溫下降，另一方面又阻礙了生物的光合作用，使整個生態系統遭到嚴重破壞……如同6500萬年前，恐龍的滅絕一樣。當時，這種觀點一度風靡一時，受到媒體和民眾的普遍關注。
當時的總總，讓科學家們都認為罪魁禍首就是「天外來客」。但隨後，隨著進一步的深入研究，另一個可能的「兇手」逐漸浮出水面。
猜想二
大規模火山噴發導致大滅絕？
上世紀90年代，科學家在西伯利亞的凍土層下面發現了綿延數千公裡的火山巖，這一套巖石的分布區被稱為「西伯利亞大火成巖省」。實際上，二疊紀末的大規模火山活動從2.6億年前我國的峨眉山玄武巖噴發一直到2.5億年前西伯利亞的玄武巖大火山噴發。「當時西伯利亞的火山噴發麵積特別巨大，相當於現在俄羅斯一半國土都是熔巖分布區。」
曹長群說，想像一下當時火山噴發的場面有多壯觀：連綿數千公裡的地殼被火山熔巖撕裂，巖漿如洪水般湧出，在數千萬平方公裡土地上肆虐蔓延……而且，我國華南地區位置這裡也有火山爆發。那究竟是不是火山惹的禍，導致了當時地球生物的大滅絕？但曹長群說，西伯利亞大規模火山噴發只是導致2.52億年前生物大滅絕的一個幕後兇手，它不是打死生物的那顆「子彈」。
因為，2.52億年前生物的滅絕只用了30萬年，而二疊紀末大火山一直持續不斷爆發了8百萬年。如果是火山爆發導致生物大滅絕，為什麼直到最後的30萬年生物才突然滅絕？這就讓火山爆發導致生物大滅絕，顯得難以自圓其說。
猜想三
無比活躍的板塊運動是幕後黑手？
既不是隕石砸絕了地球生物，也難以用西伯利亞大火山來解釋地球生物的最大滅絕事件，那究竟是什麼原因導致了二疊紀末(2.52億年前)生物的大滅絕？
記者看了當時研究小組展示的全球古地理分布圖。那時候，全球形成了統一的一個大陸，稱為泛大陸。但中國大部還幾乎是一片汪洋，整個華南處於古特提斯洋東側。但隨後，地殼發生了翻天覆地的變化。大陸板塊構造出現了大運動，地震和火山噴發不斷發生，讓海洋和陸地漸漸分離。接著產生一系列連鎖反應。
反應一：板塊運動導致大海退，並形成局限海
地球這種活躍的板塊構造運動，導致了當時的大海退，當時海平面下降得厲害。「海水直降200米」海水都到哪裡去了？曹長群笑著回答，由於地球不停歇的板塊運動，讓海底扭曲得厲害，尤其是凹陷特別嚴重。讓海底從盆變成了桶，水都跑桶底去了。
而這種劇烈的板塊運動，讓海底巨變的同時，也讓大海從「大床單」變成了局限海，直接影響了海底洋流的溝通。海水無法溝通，從而影響了海底洋流的交換。「本來大海的洋流，冷水往下衝，而暖水往上走，這樣不斷交換的洋流確保了海洋中各個層次的營養。」曹長群說，漁民們都是跟著洋流去找魚的，因為洋流方向魚兒聚集得多。遺憾的是，那時候的大海，已經成了局限海，停止了洋流活動。這樣一來，海洋溫度無法實現梯度交換，海水變成了不動的「靜水」，漸漸地變成了死水。
反應二：局限海使得大洋環流終止導致氣候變暖
由於大洋環流的減緩或者終止，極地和赤道海水以及海水上下不進行交換，這直接影響到了當時的氣候，氣候變得異常乾燥。
當時陸地上的動物們開始了忙碌的大遷徙，原本在赤道生活的動物，跑到地球兩極附近去生活了；就連有花植物也往兩極遷徙了。
曹長群說，二疊紀末，地球氣候變得很暖和很乾燥。這也導致了森林火災。通過對當時生物化石的研究，發現當時的森林常常會莫名自燃。
反應三：硫化氫氣體無法排放，大量聚集毒死生物
由於地球板塊構造運動，加上火山，以及海平面降低等，造成當時生態系統的紊亂。推動大洋環流的溫度梯度沒有了，形成了溫室效應，使得當時地面風化作用加強。於是陸地上富含營養的土壤、植物都被搬運到了大海中。
在煤山和其他地區，曹長群等也發現了很多陸地風化增強的分子化石證據。要知道，2.52億年前，浙江的煤山是一片深海。而跑到海裡去的土壤含有豐富的營養，這打破了海裡的營養結構平衡。讓海洋低等生物瞬間大爆發。
真正讓海裡生物難以生存的，是一種叫硫化氫的有毒氣體。正常情況下，硫化氫通過大洋環流和上升湧流，不斷循環到空氣中，消散了。但由於大洋環流沒有了，儲存在海底的大量硫化物無法釋放到大氣中，就不斷聚集，並且向上擴散。它們一直擴散到距離海面20米左右的透光帶。硫化氫擴散到的地方，幾乎沒有活物。「最嚴重的時候，就像現代的黑海，只有少量生物(例如：水母)能繁盛。」而距海平面20米左右的位置，正好是藻類生活的地方，由於不斷湧上來的硫化氫，也讓一些藻類活活毒死。
曹長群說，在距海面20米左右的巖石中，他們找到了一種綠硫細菌。這種細菌對周邊環境的要求出奇苛刻，不僅要求缺氧和充足的光線，而且只喜歡硫化氫，只生活在距海面20米深的透光層。這種綠硫細菌證明，當時在海下20米深的地方，已經被硫化氫佔滿了。如果不佔滿，就不會出現那麼多綠硫細菌。
「可以說，當時的海洋中瀰漫著一股濃烈的臭雞蛋味。」隨後，硫化氫從海洋彌散到大氣中，向大氣噴發，造成了植物的變異。「正常的花粉只有兩個孢子囊，但二疊紀末的花粉囊居然有三四個孢子囊。這說明當時的植物已經產生了基因突變，並不是正常的狀態。」
曹長群說，硫化氫的慢慢擴散，讓海裡生物大規模滅絕，然後擴散到陸地生物的滅絕。
如今的黑海就類似二疊紀末的海洋
對比2.52億年前，今天我們的地球是否會發生第六次生物大滅絕事件呢？因為如今的地球也是多災多難，溫室效應，臭氧層的破壞，氣候變暖，汙染嚴重……
曹長群說，現在的黑海倒是有點像二疊紀末的海洋，裡面除了水母沒有任何生物，海平面20米以下也存在大量的嗜硫細菌。不過，黑海的面積很小，還不足以影響全球的海洋。二疊紀末的災難是因為劇烈的板塊運動引起的，而如今我們還不存在這種現象。至於現在的溫室效應，也遠沒有二疊紀末的那麼嚴重，而環境的汙染，這需要人類好好珍惜地球，如果真有哪天把地球又搞臭了，那離大滅絕也不遠了。(戎丹妍 胡玉梅)
(責任編輯：羅園)