中科院專家:二疊紀末生物大滅絕緣於溫室效應

2020-11-23 半島網官網



左圖:2002年,義大利埃特納火山爆發。右圖:2010年,冰島火山噴發伴隨閃電壯觀景象。

    在生物演化的「長河」中,二疊紀末生物大滅絕曾造成95% 的海洋生物和75%的陸地生物物種滅絕。對這一「大滅絕」事件,中科院南京地質古生物研究所專家通過大量研究發現,二疊紀末生物大滅絕由溫室效應引發,其滅絕速度遠超早前認識。該研究成果,已於近期被刊登在國際上著名的自然科學綜合期刊——美國的《科學》雜誌。

    溫室效應是「兇手」

    主持該研究項目的沈樹忠研究員介紹,化石是生命演化最「忠實」的記錄者,想要「還原」二疊紀大滅絕,就要找到足夠的化石。為此,研究團隊在浙江煤山、西藏及其周邊地區20餘條地質剖面開展研究。這些剖面既有海洋環境,也有陸地環境,甚至還有海陸過渡的環境。在浙江煤山,研究團隊發現了高解析度的牙形化石帶。研究人員還在四川的剖面上找到了火山灰的痕跡。火山噴發形成的火山灰,沉積下來之後是可以保存的。

    中科院專家的研究「還原」了當時的環境:地下巖漿在經過長期的「平穩」之後,突然迎來了「活躍期」,大規模的活動造成了地表甲烷釋放以及火山噴發,使得大氣中二氧化碳濃度快速增加,引發強烈「溫室效應」。而二疊紀末生物大滅絕正是「溫室效應」的後果。

    不是天外來客幹的

    二疊紀末生物大滅絕的原因,長期以來一直是爭論的熱點。2000年,金玉玕院士等人在《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、日等科學家推斷當時有一顆小行星或者彗星猛烈地撞擊了地球,其造成的強烈震波瞬間殺死了上千平方公裡內的所有生物。但隨著進一步的研究,「真兇」逐漸浮出水面。

    沈樹忠介紹,在大滅絕地層層位,研究團隊發現當時的樹木大多經過燃燒,證明天氣非常乾燥,森林遭受大面積野火吞噬。正是這些綿延不絕的野火,給位於赤道地區的以大雨羊齒為代表的熱帶雨林帶來災難。森林的破壞又使得地表風化加劇,地表土壤系統快速崩潰。天氣越來越熱,海底缺氧嚴重,海洋生物也沒能逃過這次劫難。

    持續時間不超20萬年

    此外,化石中碳同位素的變化也為大家帶來了「好消息」。二疊紀末生物大滅絕發生的時間終於得以首次確定——2.5228億年前。

    沈樹忠說,通過化石研究比對發現,二疊紀末生物大滅絕的滅絕速度遠超早前認識。「在上世紀80年代的時候,大家都認為滅絕應該是1000萬年完成的,但我們認為這一切不會超過20萬年。而且海洋和陸地生物滅絕是同時的,和之前普遍認為的海洋生物滅絕快於陸地生物的理論不同。」

    古銀杏成功「逃生」

    二疊紀大滅絕給世界帶來的破壞是災難性的,造成了95%海洋生物和75% 陸地生物物種滅絕,並讓地球進入了一個長達五百萬年以上的生命「蕭條」期。但即便環境再險惡,仍有少數陸地和海洋物種成功活了下來。「這些物種都是抗壓能力強、忍耐度很高的。」沈樹忠說。

    存活下來的陸地生物要比海洋生物多一些,古植物學家王軍研究員告訴記者,包括蕨類 、石松類 、有節類 、銀杏類 、松柏類延續了下來。「 這些延續下來的是以大類劃分的,但每個大類只有幾個種成功活下來。」比如說古銀杏,據王軍介紹 ,那個時候的銀杏和現在的完全不同,「早期的樹葉分叉很多,而且葉子和毛髮的樣子差不多。」

    「 這次的成果並不是關於二疊紀大滅絕研究的終結。」沈樹忠說,未來和大滅絕事件相關、相近的生物事件依然是他們關注的焦點。

■背景資料 什麼是二疊紀生物大滅絕

    二疊紀是古生代的最後一個紀,也是重要的成煤期。二疊紀開始於距今約2.95億年。二疊紀的地殼運動比較活躍,古板塊間的相對運動加劇,世界範圍內的許多地槽封閉並陸續形成褶皺山系,古板塊間逐漸拼接形成聯合古大陸,陸地面積進一步擴大。

    二疊紀生物大滅絕又名第三次生物大滅絕,發生於距今約2.5228億年前的二疊紀末期,是有史以來最嚴重的大滅絕事件,估計地球上95%的海洋生物和75% 的陸地生物物種滅絕。三葉蟲、海蠍以及重要珊瑚類群全部消失。陸棲的單弓類群動物和許多爬行類群也滅絕了。這次大滅絕使得佔領海洋近3億年的主要生物從此衰敗並消失,讓位於新生物種類,生態系統也獲得了一次最徹底的更新,為恐龍類等爬行類動物的進化鋪平了道路。

    據新華社、《揚子晚報》 (來源:半島網-半島都市報) [編輯: 修相科]

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