物种灭绝是如何造成的？与大范围的海洋缺氧分不开

图说：来自UNM的研究员Maya Elrick正在安蒂科斯蒂岛（Anticosti Island）上采集样品。来源：新墨西哥大学（University of New Mexico）。

多年来，科学家们已经发现了导致物种大规模灭绝的主要原因，其中包括大规模的火山喷发，全球变暖，小行星碰撞以及海水变酸。其他因素当然也起着不可忽视的作用，这些因素包括甲烷喷发和海洋缺氧。海洋缺氧是指海水中失去了维持生命所必需的氧气。

迄今为止，引发晚奥陶世物种大灭绝事件的原因仍然是个谜。奥陶世在地球历史上是一个非常动荡的时期。这一时期记录了海洋生物多样性的大幅增加以及从温室（greenhouse）到冰室（icehouse）的气候转变。研究人员相信，就是这个在显生宙第一次出现的冰河时期最终导致了晚奥陶世的物种大灭绝。

现在，来自新墨西哥大学（University of New Mexico）包括Maya Elrick在内的一组研究人员破译了海洋石灰岩沉积物中留下的地球化学证据。这些证据表明晚奥陶世的物种灭绝是由导致全球海洋缺氧事件的全球冰冻期造成的。

《国家科学院院刊》（PNAS）在发表了这项名为“利用海洋碳酸盐中的铀同位素来探测晚奥陶世-早志留纪期间的全球海洋缺氧事件”的研究。

Elrick说：“晚奥陶世的物种灭绝事件是地球五大物种灭绝事件中第一个发生的。我们的研究表明，这与大范围的海洋缺氧事件的突然爆发相一致，且持续了至少100万年。”

Elrick和她的队员们，连同国际船员一起，前往加拿大魁北克省劳伦斯海道的安提科斯提岛（Anticosti Island）。在那里，他们收集石灰岩岩石样本。之后他们利用安置在新墨西哥大学（University of New Mexico）地球与行星科学学院的质谱仪分析带回来的样品中的铀同位素。研究结果表明，在85%的海洋生物濒临灭绝的同时，大范围的海洋缺氧事件突然爆发。

图说：研究人员在安蒂科斯蒂岛（Anticosti Island）上采集样品。来源：新墨西哥大学（University of New Mexico）。

Elrick说： “这些结果第一次为全球海洋缺氧事件的突然发生和持续提供了有力证据。我们认为，缺氧是由全球变冷造成的。全球变冷大规模地改变了海洋环流，导致深海氧化作用减弱，海洋中的营养流通量增加，浮游植物数量暴增，最终扩大了海洋含氧浓度低区域的面积。”

Elrick 和Bartlett的研究是这种类型研究中的第一个。他们使用了整合整个海洋含氧浓度的地球化学指数（铀同位素）。尽管其他科学家们的早期研究仅仅测定了局部含氧浓度，但这项研究的结果与之前的研究结果相符合。此外，Elrick和她的团队正在模拟全球海洋含氧浓度，用以进一步评估奥陶世晚期物种灭绝期间海底有多少部分处于缺氧状态。

研究小组将4.5亿年前的环境与今天的环境进行了比较，并确定奥陶世晚期物种大灭绝期间处于缺氧状态的海底面积增加了约15%。

来自渥太华大学（University of Ottawa）的Andre Desrochers 说：“安蒂科斯蒂岛（Anticosti Island）是世界上研究4.45亿年前首次大规模物种灭绝事件的化石和沉积地层的最好自然实验室。由于其特殊的地质学和古生物学特征，该岛目前正在等待联合国教科文组织（UNESCO）世界遗产项目审核的通过。”

过去五大大规模物种灭绝事件对我们如今生活的地球造成了巨大的影响。

“如今，全球变暖，海洋酸化，而温暖的海洋中氧气含量越来越少。一些海洋生物可以忍受高温和强酸性，但却没法在缺氧的环境中生存。如今这些正在发生的事情，包括晚奥陶世的研究结果一起表明，海洋缺氧的潜在危害是过去和现在生物灭绝事件的主要驱动原因。”

编译：Jessica Ji   审稿：Peter Wang

责编：南熙

来源：https://phys.org/news/2018-05-scientists-widespread-ocean-anoxia-mass.html

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