我國科學家提出4.4億年前地球生命大滅絕新機制

2021-01-15 新華網客戶端

新華社合肥5月15日電(記者徐海濤)4.4億年前地球曾發生生命大滅絕事件,導致約85%的動物物種消失,國際學界為滅絕原因爭論了30多年。近期,中國科學技術大學沈延安課題組運用新方法研究認為,火山大噴發導致氣候劇變是這次大滅絕的真正原因,這項研究對分析現代全球氣候變化也有啟示意義。國際權威學術期刊《自然·通訊》日前發表了該成果。

自5億多年前寒武紀生命大爆發至今,地球上已發生5次生命大滅絕,其中第一次發生在4.4億年前的奧陶紀末期。當時所有動物都生活在海洋中,鸚鵡螺、筆石、珊瑚等無脊椎動物空前繁榮,但大滅絕事件使約85%的物種消失。傳統研究認為,當時地球進入了冰川期,以及之後冰川期結束氣溫上升帶來的海洋缺氧,這「兩幕」氣候劇變導致大滅絕。

但是,越來越多的證據表明,奧陶紀末期的「兩幕」式生命滅絕,與冰川的形成和消融時間不完全一致,國際學界為此爭論不休。

近期,沈延安課題組開闢新思路,他們在華南地區找到與大滅絕同時代的黃鐵礦,對其中的硫同位素進行高精度分析,提出是火山大噴發觸發並驅動了生命大滅絕事件的新機制。

他們研究發現,奧陶紀末期發生的火山大噴發,將大量的二氧化硫、硫化氫等輸送到20公裡高空,抵達大氣平流層並在那裡形成以硫酸鹽為主的「氣溶膠層」。

「簡單來說,氣溶膠層會『截留』太陽熱量,使地球變冷。但一段時間後,氣溶膠層中的硫酸鹽會『掉落』到地面,火山釋放的溫室氣體佔據上風,又會使地球急劇變暖。」沈延安說,正是這「一冷一熱」的反覆交替導致了生命大滅絕。而「一冷一熱」所產生的不同化學反應物,會隨酸雨等沉降到地表並保存在巖石中,成為數億年後人們追溯破解謎題的「鑰匙」。

衛星觀察表明,近50年來地球大氣平流層的硫酸鹽濃度不斷升高。有人認為是人類活動排放所致,也有人認為是現代火山噴發造成。沈延安認為,高精度的硫同位素分析法,能為尋求原因和對策提供手段。

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