▲本研究所使用的沉積物採集地,位於伊朗東亞塞拜然省扎爾村附近。
大約在2.52億年前,地球上超過90%的動物類群都滅絕了。這一事件被稱為「二疊紀-三疊紀大滅絕」,是地球生命史上最大的災難。生態系統用了近500萬年的時間才恢復過來,而這一大滅絕事件在許多方面仍然是個謎。美國亞利桑那州立大學的一個研究小組致力於探究大滅絕事件發生的原因,以及為什麼要花這麼長時間才能恢復。
在這項研究中,研究小組關注的是海洋生態系統,它在二疊紀-三疊紀大滅絕期間遭到嚴重破壞。之前的研究表明,海洋中溶解氧的損耗(一種被稱為「海洋缺氧」的效應)在大滅絕事件中起重要作用。研究小組想確定缺氧發生的時間和普遍性,以及在大滅絕事件後持續了多久。此外,研究小組尤其想了解在長期恢復過程中發生的一些獨立滅絕事件,是否也是由海洋缺氧和其他環境變化引起的。
通常,科學家們通過黃鐵礦及古巖泥中其他元素和礦物質的豐富度來確定海洋缺氧水平。但古巖泥提供的線索存在局限性——只能通過它推測某一地區可能發生過什麼。如果想從古巖泥中推測全球尺度的地質歷史事件,就需要在世界各地的數十個地點進行採樣。
研究團隊開創了一種新的、更有效的方法來攻克這一難題。通過研究碳酸鹽中鈾同位素的變化,研究小組能用採自某一巖層的樣本推測全球範圍的海洋缺氧情況。研究中所用的這些從伊朗採集的沉積物,形成於2.52-2.46億年前赤道附近相對較淺的熱帶海洋中。
通過研究鈾同位素的變化,該團隊證實了那些獨立的滅絕事件與由洋流和營養水平變化引起的多次海洋缺氧相吻合。
Zhang Feifei說:「這一發現對了解海洋環境變化格局及其潛在誘因提供了重要的見解,即與三疊紀早期的強烈氣候變暖有關。」
由於全球變暖是三疊紀早期海洋缺氧的最根本的驅動因子,該研究結果也引起了人們對現代氣候變化影響因素的關注。Stephen Romaniello說:「關於二疊紀-三疊紀滅絕的最有趣和最令人擔憂的事情之一,這些事件與如今正在發生的事情何其相似。類似於二疊紀時期的情況,現代海洋正面臨著快速的氣候變暖和升高的營養流。」
事實上,科學家已經在現代海洋中發現了400多個死亡區。這些死亡區的形成與沿海區域營養流的增加密切相關,全球變暖很可能導致這些區域急劇擴張。
「我們的研究表明,倘若人類繼續走當前的道路,氧氣的消耗很可能會加劇海洋生物已經面臨的挑戰。」Thomas Algeo補充道。
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編譯:燈絲 責編:李雪
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