史上最大生物滅絕原因找到了
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近日，中外古生物研究團隊對距今2.52億年二疊紀末期生物大滅絕事件的原因進行了研究，原來，「高溫」是滅絕的致命殺手！這一成果被刊登在權威的《科學》雜誌上，又被媒體所廣泛報導。而高溫又是如何產生的呢？二疊紀末大滅絕後持續500萬年的生物銷聲匿跡是一種怎樣的情景？大滅絕對我們又有哪些啟示？今天，我們採訪了研究者之一——中國地質大學的賴旭龍教授，請他給我們詳細解讀。
2.52億年前的地球高溫導致生物大滅絕
遼寧日報：作為常識我們已經知道地球經歷了5次生物大滅絕，為什麼說距今2.52億年前二疊紀末期的滅絕事件是最大的一次？
賴旭龍：地球生命經歷了5次生物大絕滅，第一次發生在距今4.4億年的奧陶紀末期；第二次在距今3.75億年的晚泥盆世早期；第三次在距今2.52億年的二疊紀末期；第四次在距今2.08億年的三疊紀末期；第五次在距今6500萬年的白堊紀末期。而發生在二疊紀末期的這次全球生物大絕滅，大約有90%的海洋物種和70%的無脊椎動物在該次事件中消失，活躍於古生代的大量生物滅絕，「種」一級生物滅絕了近96%。其他各次大滅絕所引起的海洋生物種類的下降幅度都不及其1/6，可以說，此次滅絕程度是最為深廣的。
遼寧日報：人是生物圈的一部分，生物滅絕這樣的大事件註定要為我們所關注。而二疊紀末這次滅絕是最大的，一定也引起了科學界極大的研究興趣，您的團隊對這次滅絕事件的原因進行了研究，那麼造成這次滅絕的直接原因是什麼？
賴旭龍：我們和英國利茲大學、德國愛爾蘭根大學-紐倫堡大學在合作研究中發現，導致這次滅絕及其後的早三疊世赤道低緯度區生態系坍塌長達500萬年的主要原因是當時的氣溫過高。
遼寧日報：高溫是如何得出的？
賴旭龍：簡單的說，通過對牙形石氧同位素比值的計算，首次得到最為詳細和精確的二疊紀末到早三疊海洋溫度曲線，從曲線上得知赤道附近海洋表面溫度最高可達40℃，遠遠高於現代赤道海面溫度，無疑發生了高溫事件，接近了海洋生物死亡及光合作用停止的致命溫度值。
遼寧日報：為什麼要測定牙形石？
賴旭龍：牙形石是地質歷史時期一種像鰻魚一樣的古代魚類的牙齒，一般個體大小為0.1毫米左右。牙形石不僅是劃分海相地層地質年代的標準化石，由磷酸鈣組成的牙形石骨骼也很好地記錄下了古代海水的氧同位素組成。而生物骨架中的氧同位素是由形成時的環境溫度所控制的，通過牙形石標本中氧同位素的比值研究可以恢復數億年以前的古溫度。
遼寧日報：如何確定哪個化石或哪個地區、地層是二疊紀末期的？
賴旭龍：由於地球經歷過多次複雜的改造和變動，地球地質年齡需要從地球自身的物質記錄來探討。地質時代的時間有相對時間(年齡)和絕對時間之分。地質學家根據巖石沉積順序、生物演化的階段性和地質體之間相互的關係確立了地質歷史的相對年代，平時我們說的寒武紀、二疊紀、侏羅紀、白堊紀等都是相對地質年代。例如寒武紀是三葉蟲的時代，而在二疊紀-三疊紀時期，牙形石是最好的海相地層劃分時間的生物化石證據。另一方面，可以根據地質體中的某些放射性元素如鈾等的衰變程度即同位素年齡來測定地質體的「絕對」年齡(時間)，比如二疊紀與三疊紀的界線的絕對年齡通過測定，大概在距今2.52億年左右。我們在做這項研究時，通常都是相對年齡跟絕對年齡相結合使用，即巖相，化石與同位素聯合確定這個久遠的時間。地層時間確定了，我們就可以對它所呈現的「古信息」進行系統研究。
生物多樣性極低狀態延續500萬年之久
遼寧日報：在2.52億年的滅絕之前是什麼樣的？都有哪些生物？
賴旭龍：在二疊紀末滅絕前的地球上充滿了種類豐富的植物和動物，包括原始的爬行類和兩棲類動物，還有包括三葉蟲、腕足類、珊瑚和海百合在內的各種各樣的海洋生物。
遼寧日報：這個滅絕過程持續了多長一段？如何斷定滅絕了？滅絕後的地球是怎樣的一番情景？
賴旭龍：在二疊系-三疊系界線之下幾十至百餘釐米處普遍存在一條生物大滅絕線，這已被廣泛發現。滅絕這個動態過程持續了20萬年，這個時間段在地球地質史上只能算一瞬。生物大滅絕後呈現出大片「死亡區」：在赤道低緯度地區異常潮溼但幾乎沒有什麼生物生長。而僅有少數門類生存下來，古生代高大的植物也僅存矮小類型。在陸地上沒有森林和動物，僅有一些灌木和蕨類。海洋裡沒有魚和海洋爬行類，只有一些貝殼類生物。
遼寧日報：您剛才說此次滅絕使地球生物圈500萬年沒恢復「元氣」？
賴旭龍：在二疊紀末大滅絕後的早三疊世早期，生物多樣性極低的死亡區竟延續了長達500萬年的時間。
遼寧日報：也是高溫所致？
賴旭龍：是的，因為早三疊世赤道低緯度區也是極熱高溫。生物的高新陳代謝速率難以適應當時的高溫，只有在緯度更高的地區才給動物提供了逃避熾熱高溫的避難所。
在海洋中，古生代佔優勢的腕足類受到了重創從此一蹶不振，這主要是因為溫室效應產生的高溫所造成的海水溶氧量降低對於本來就受高溫折磨的海生動物更是雪上加霜。只有一些更容易調節新陳代謝和適應高溫環境的軟體動物在短時間內得到較好的恢復。
現代地球生物滅絕率超出史上化石記錄水平
遼寧日報：對於導致這次生物大滅絕的原因一直都是國際上研究的熱點問題，而現在滅絕的直接原因我們找到了，那就是高溫，那麼造成高溫的原因又是什麼呢？
賴旭龍：通過研究發現，當時大規模的火山噴發是導致溫室氣體的釋放及相關機制引起的溫室效應而造成致命高溫的主要原因。目前國際學術界普遍認為西伯利亞超大規模的玄武質火山噴發是這類事件中最重要的事件。另外，我國華南貴州、廣西、廣東、湖南等地的許多剖面(當時的赤道低緯度地區)的二疊系一三疊系界線特別是生物滅絕線之上出現大量中酸性火山凝灰巖，這說明當時這裡也廣泛存在中酸性的火山活動，自然對我們所研究的赤道低緯度地區的高溫是有關係的。當時這些火山活動的頻發又是與當時的地球內部的運動密切相關。總之，這些火山噴發及陸地上大火事件等高溫事件與海相生物滅絕及海洋缺氧緊密相關，幾乎同時發生。
遼寧日報：劇烈的火山噴發會產生怎樣的後果？
賴旭龍：火山噴發及排入大氣中過量的二氧化碳，產生溫室效應，而許多植物光合作用會在30℃以上大幅減弱，菌類作為分解者的作用卻會隨著溫度的提高而大大加強，這些因素導致了陸源碳不能埋藏成煤，從而使得大氣二氧化碳水平直線升高再導致溫度繼續升高。高溫會導致赤道低緯地區生產力的大幅降低，而海洋卻會因為陸源風化的加強而傾向於富營養化。除火山噴發外，目前有關生物滅絕的其他原因也在研究和探討，如小行星撞擊與宇宙輻射、板塊運動、大規模的海退、海侵等，科學家在努力找到更多的證據，以全面揭示此次生命大滅絕的原因。
遼寧日報：回到當下。聯合國2006年發布的 《全球生物多樣性展望》中稱：人類目前正在導演第六次地球生物滅絕事件，這也是自恐龍滅絕之後最大的一次。那麼，二疊紀末期這次由高溫主導的生物大滅絕給了我們怎樣的啟示？
賴旭龍：中外都有科學家統計過現今的生物滅絕率，結果顯示現在地球上的生物滅絕率正在加速，一些科學研究成果顯示，現代地球生物的滅絕率要比地質歷史上化石記錄所顯示的滅絕率高，人類急需採取有效的保護措施。二疊紀末期生物大滅絕雖然是大規模火山噴發等劇烈地質運動造成的高溫所引起的，但也足以給我們極大的警示。其中最重要的就是生態環境的惡化特別是溫室效應造成的高溫等大氣環境的急劇變化，因為我們的地球也正在受溫室效應的困擾、氣候變化很劇烈，而現在的溫室效應多與人類活動有關。無論人類多聰明、科技有多先進，始終是生物圈的一部分，始終是地球生命世界這張大網中的一環，所以保護這張「網」，避免地球生態環境的急劇變化，應該說是我們共同的責任。 □王麗娜／本報記者／劉洪宇
專家檔案
賴旭龍 博士。中國地質大學 (武漢)副校長，古生物學及地層學教授，博士生導師，國務院政府特殊津貼獲得者。近20多年來長期從事生物地層學、生態地層學、沉積學及古地理學、分子古生物學的教學和科研工作，作為項目負責和主要參加者主持或參加國家自然科學基金項目、部攻關項目及國際合作項目20餘項，在國內外刊物上發表學術論文近百篇，作為主要作者出版學術專著5部。