地球史上最大灭绝事件的幕后推手学术资讯

二叠纪-三叠纪大灭绝艺术图。西伯利亚暗色岩火山释放的大量二氧化碳，使海洋酸化，海洋表面生物消失。

地球上的生物经历了一段漫长而又极其动荡的历史。每次物种灭绝都急剧降低生物多样性，而生物多样性的每一次改变都影响着进化进程。

史上最大规模的灭绝事件（二叠纪-三叠纪大灭绝）发生在大约2.52亿年前，大约四分之三的陆地生物和95%的海洋生物在短短几千年内消失了。

长期以来，人们一直认为，二叠纪-三叠纪大灭绝的潜在诱因与西伯利亚的强烈火山活动和海床释放大量甲烷有关。然而，导致大灭绝的确切原因和事件顺序仍然存在很大争议。

《自然•地球科学》杂志当地时间10月19日报道，在BASE-LiNE Earth（BLE）项目的资助下，英国圣安德鲁斯大学及德国亥姆霍兹海洋研究中心的研究人员借助尖端分析技术和创新的地化模型，首次重建了当时的完整级联事件。

研究中，BLE小组“调阅”了一种常被忽视的环境档案：腕足类动物化石的外壳。

论文作者Hana Jurikova博士解释说：“这些类似蛤蚌的生物在地球的生存时间超过了5亿年。它们在2.52亿年前沉积到特提斯海洋的浅层大陆架底部，记录下了大灭绝前夕的环境条件。”

通过测定化石外壳中硼元素的同位素，研究人员追踪了2.52亿年前海水pH值的变化情况。由于海水的pH值与大气中的二氧化碳浓度紧密耦合，后者重建也具备了一定可能性。为了完成分析工作，研究人员使用了高精度同位素分析仪与最先进的大几何二次离子质谱仪。

论文作者Marcus Gutjahr博士表示：“在这些先进技术的支持下，我们不仅可以重建大气中二氧化碳浓度的演变，还能清楚地追溯火山活动情况。根据我们取得的数据，这次大灭绝与甲烷水合物的溶解无关。”

接着，研究人员将硼和碳同位素数据输入了地球化学模型中。该模型模拟了当时的地球进程。结果显示，与大量火山二氧化碳注入大气密切相关的气候变暖和海洋酸化，已经足够致命。它们甚至使海洋钙化生物在大灭绝事件刚开始时就消失了。二氧化碳的释放还产生了其他影响——温室效应造成全球气温升高，陆地上的化学风化效应也增强了。

数千年来，越来越多的营养物质汇入海洋，使海洋逐渐富营养化——其结果是大规模的氧气消耗和整个元素循环的改变。

Jurikova博士总结道：“这种相互关联的多米诺骨牌式崩溃，最终导致了惨烈的二叠纪-三叠纪大灭绝事件。”

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编译：德克斯特

审稿：西莫

责编：陈之涵

期刊来源：《自然•地球科学》

期刊编号：1752-0908

原文链接：

https://phys.org/news/2020-10-driver-largest-mass-extinction-history.html