生物集體「蒸發」二疊紀末期,發生了什麼?海水酸化是元兇

2020-08-05 百科記

你是否也曾好奇,遠古時期的氧氣濃度遠超當今,期間到底發生了什麼事?人類也做過這樣的事?有研究成果曾指出,地球上氧氣含量最高的時期是在石炭紀末尾到二疊紀開始的這段時間,也有可能在石炭紀抵達了巔峰的局面,也就是說距今3億年左右,該階段的氧氣含量約為35%,要知道在地球剛形成的二十多億年裡,地球的O2含量極低,而後隨著24億年前的事件,導致其含氧量開始慢慢增多


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也有研究人員指出,這可能與疊層石的成長有著一定的關係,此外,還有科學家表明這可能與藍藻的迅猛繁殖存在聯繫,促使地球上發生了生物大爆發,那麼,二疊紀末期生物們的集體蒸發,這一現象究竟是怎麼一回事?古生物化石記錄曾指明,自5.4億年前地球上出現動物後,至今一共發生了5次生物大滅絕,其中當數二疊紀末期的遭遇最為慘重,長期以來,科學家相繼提出了天體撞擊、火山爆發、溫室效應等多種原因猜想,遺憾的是這些推測始終都存在著一定的爭議


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據了解,以往各國學者對二疊紀末生命大滅絕的研究大多集中在淺海,而中國科學技術大學沈延安教授的課題組卻另闢途徑,當他們對二疊紀至三疊紀的深海沉積物展開研究後,還採集了保存在加拿大和日本的樣品,隨後他們發現二疊紀至三疊紀深海沉積物的多硫同位素的組成,與現代大洋的海底沉積物存在本質上的差異


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該研究表明,當時古海洋的深海中富含硫化氫,淺海部分竟富含氧氣,值得注意的是,多硫同位素組成的異常與二疊紀末生命大滅絕的時間高度一致,這說明深海富含硫化氫的海水與淺海富氧海水在此期間發生了震蕩性混合,你知道嗎?硫化氫是一種氣味如同臭雞蛋般的超劇毒氣體,可以說上述震蕩混合足以導致二疊紀末生命的大滅絕,事實上,相似的多硫同位素異常也伴隨著其後的生命遲緩復甦,這意味著經歷了大滅絕後,這種震蕩混合仍然會間歇性的發生。


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或許你會指出,既然深海與淺海海水的對流是持續發生的,那麼,二疊紀末期深海中為什麼還會出現大量的硫化氫?這是因為該時期的海洋環境變化為硫酸鹽塑造了還原反應的條件,進而使得它產生了硫化氫,沈延安也曾表示,即便是在現代,富含硫化氫的海水,也始終嚴重的損害了納米比亞的漁業經濟,人們還在墨西哥灣、美國加州以及印度的淺海發現了含硫化氫的海水


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值得一提的是,2018年9月18日,地質學會官方刊物上發表了一篇論文,這篇論文是中國科學家和美國麻省理工學院研究者聯合寫出的論文,它向人類闡述了一個可怕的事實,在2.5億年前的二疊紀末期,生物的大範圍滅絕,促使二疊紀被迫走向盡頭,更驚人的是,在二疊紀滅絕前的3萬年中,沒有任何根據可以證明物種正在逐步減少,對此,相關的研究者們表示,他們發現那段時間的海洋溫度沒有發生較大的波動,大氣中的含量也顯得十分正常


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如此看來,海洋和陸地生物的物種減少,並沒有出現太多的徵兆,可以說這場滅絕是大範圍發生的,對於地質變化來說,這一過程當數瞬時性,所以,究竟是什麼導致了這次突然的、全球性的物種滅絕?目前最主流的假設是,二疊紀的滅絕是由大規模的火山爆發所致,當時,火山噴發出了超過4千萬立方千米的熔巖,從而形成了當今俄羅斯西伯利亞的西伯利亞暗色巖,其實,這種大規模、持續性的火山爆發也有可能會釋放出大量的二氧化硫和二氧化碳,以此加熱大氣,同時讓海洋酸化。


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後來還有研究人員表示,他們確定了西伯利亞暗色巖火山爆發的時間和二疊紀末期物種滅絕的時間相符,令人詫異的是,根據研究人員在蓬萊灘收集到的新數據來看,儘管火山爆發在二疊紀末期持續了約40萬年左右,然而大規模滅絕前的3萬年內卻沒有出現海洋物種大規模死亡,或是海洋溫度、大氣碳含量的重大變化等現象,要知道此次滅絕前後都有大規模、高密度的火山爆發,這有可能造成環境壓力大、生態不穩定等情勢,但事實是生態突然之間開始崩潰,人們現在還無法從記錄這一時期的巖石層中找到引起這一現象的原因


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這篇論文的關鍵部分是確認了這一滅絕過程的瞬時性,也就是說當下我們可以排除,任何認為這一滅絕過程來自於二疊紀末期環境變化,這類滅絕過程緩慢的假設,現在看來,似乎世界曾遭受了「突然一拳」,我們依舊在試圖分析這一突然變化究竟是什麼以及到底是什麼導致了這一變化,從地質學的角度來看


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如今,越來越多的證據表明地球的主要滅絕事件發生在非常短的時間尺度上,上文中的研究也為這一理論添磚加瓦,未參與該研究的史丹福大學地質科學和生物學教授這樣評價上述成果,即二疊紀的滅絕僅僅發生在幾個世紀內,倘若事實可以證明在一個較長的持續變化區間內,環境真的存在一個臨界點,這意味著人類更應該著重關注現今全球環境變化與這一事例的相似之處,對此,小夥們是如何看待的?歡迎在評論區下方留言,感謝觀看本期視頻,我們下期再見。

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