漲知識｜2.5億年前 是誰「謀殺」了海洋中的八成生物

2023-04-01 03:12:05 1

研究人員正在挖掘核心，並對受訪者進行地圖取樣。

二疊紀末期，海洋生物遭受了歷史上最嚴重的打擊，超過80%的海洋生物和大多數陸地生物滅絕。天體撞擊、氣候變暖、火山爆發...

回顧地質歷史，地球上已經發生了五次重大的生物滅絕，導致海洋中至少75%的物種在短時間內滅絕。直到今天，經過多年的研究，世界各地的科學家已經提出了許多假說，但是關於大規模滅絕的原因仍然存在爭議。

《科技日報》記者近日從中國科學院南京地質古生物研究所獲悉，該研究所的研究團隊與美國學者合作，對地球歷史上最大規模的海洋生物滅絕進行了研究。在二疊紀末期，2.5億年前，一場史無前例的生物大規模滅絕毀滅了80%以上的海洋生物和大多數陸地生物。這是歷史上對海洋生物最嚴重的打擊。

十多年前，中國科學院南京地質古生物研究所的科研團隊對浙江省長興縣景山公園的一段地層剖面進行了科學鑽探和取樣工作，該地層剖面跨越了二疊紀-三疊紀過渡時期。然而，大規模滅絕的「罪魁禍首」的痕跡可能隱藏在這次獲得的核心中。

二疊紀末期海洋生物滅絕的原因是什麼？是天體撞擊、海洋酸化還是全球變暖？其他幾次大規模滅絕的原因是什麼？這個神秘的「殺手」會再次出現並上演第六次大規模滅絕嗎？記者採訪了中國科學院南京地質古生物研究所研究員張華，他以提問的方式領導了這項研究。

歷史上最嚴重的大規模滅絕

到目前為止，地球歷史上已經發生了五次非常大的滅絕事件，其中二疊紀末的大規模滅絕無疑被認為是地質史上一次嚴重的滅絕事件。

在過去，由於較粗略的統計尺度，二疊紀大規模滅絕被認為已經發生了很長時間(約1000萬年)。

後來，經過進一步研究，科學家發現二疊紀大滅絕分為兩個階段:一個發生在瓜達路環球末期(約2.6億年前)，可能與當時峨眉山玄武巖的大規模噴發有關；另一個發生在二疊紀末期(大約2.5億年前)。「目前，通常所說的二疊紀末期大規模滅絕是指二疊紀-三疊紀之交的滅絕事件。」張華說。

著名的三葉蟲在當時是一種比較常見的生物，它的化石在我國很多地方都能找到。在5億年前的海洋中，三葉蟲曾經佔據主導地位，可以被稱為海洋霸主。但是在這次大規模滅絕中，三葉蟲完全消失了，再也沒有出現過。

不僅僅是三葉蟲，這種滅絕導致了古生代非常繁榮的動物群中許多主要物種的滅絕或大量減少。例如，四射珊瑚、十字板珊瑚、海芽等都被摧毀並從現場消失。在晚古生代也有腕足動物，它們在滅絕的地平線上明顯縮小，曾經繁榮的腕足動物，如長體貝類、彎月貝類、燕子和直體貝類都滅絕了。

與此同時，地球的陸地生態系統也遭受了重大打擊。根據張華的介紹，當時的地球大陸與現在完全不同。經過數億年的板塊運動，世界上的主要大陸在二疊紀結合在一起，成為一個被稱為「泛古陸」的超級大陸。在遼闊的土地上，它滋養了許多植物和動物，如以中國南方的大型羽蕨為代表的熱帶雨林植物區系，以及以晚二疊世為代表的雙齒脊椎動物。

然而，在空之前的滅絕中，以大羽蕨為代表的熱帶雨林植物區系基本消失，以雙殼類為代表的脊椎動物區系也遭受了重大打擊，數量急劇下降。

張華告訴記者，古生物學家根據化石記錄統計，大約95%的海洋物種和大約75%的陸地物種遭到破壞。

海洋中明顯的缺氧會導致生物的「窒息」。

在寒武紀生命大爆發後的近3億年裡，地球表面的陸地和海洋一直在不斷變化，生命也在不斷升級。每個時代都是一個新的舞臺，每個時代都有一個新的「演員」。

與此同時，也有大量的物種被淘汰，包括那些傲慢的霸主。那麼，誰在控制地球上的生命周期？

張華認為，二疊紀末的大規模滅絕是地球歷史上最嚴重的事件。如果能找到確切的原因，這將有助於揭開其他大規模滅絕的面紗。關於二疊紀末期大規模滅絕的原因有許多推測。火山爆發是最受歡迎的。

一些學者還認為，天體的撞擊導致二疊紀末期生命的滅絕，而地外小行星或彗星對地球的撞擊肯定會帶來災難性的後果，例如，它將導致地球磁極的倒轉，引發陸地上的火災，引發海洋中的巨大海嘯。然而，這一觀點沒有足夠的證據支持，並受到許多方面的質疑。

火山爆發的觀點更加令人信服。常言道，長期分裂必須結合，長期分裂必須進行。地球上的大陸被板塊運動拼接在一起後，它們並沒有停止活動。地球內部的強大力量推動板塊相互擠壓，導致大規模火山爆發，泛大陸在二疊紀末逐漸分裂。在俄羅斯的西伯利亞，仍然有大量的火山爆發。有人認為這是地球歷史上最大的火山爆發，釋放出大量的溫室氣體和礦物質。

張華領導的科研小組對浙江省長興縣的一段地層剖面進行了研究，發現該段地層是一個古老的海洋，記錄了大滅絕前後約50萬年的海洋地質歷史。

他們分析了地層樣品中對氧化和還原非常敏感的鐵、鉬、鈾、釩和其他元素。結果表明，大規模滅絕期間海洋處於缺氧狀態，大規模滅絕後缺氧狀態保持了一段時間不變。此外，在缺氧環境中常見的硫化物也在地層樣品中發現。

「我們比較了其他研究，發現滅絕前後，全球海洋普遍缺氧。我們認為，當時的火山爆發等地質事件很可能會產生大量還原物質，這些物質被輸入海洋。海水中的氧氣被大量消耗，並且普遍缺氧，最終導致大多數海洋生物死亡。」張華說。

地球的環境災難已經過去了

目前，地球上大約有150萬種生物。這個數字聽起來很大，但事實上它只佔地球曾經擁有的物種總數的1%。換句話說，1.5億種生物曾經生活在地球上，現在99%已經滅絕。

許多物種在顯生宙五次大規模滅絕中消失了，這些滅絕發生在4.3億年前的奧陶紀末期、3.7億年前的晚泥盆世末期、2.5億年前的二疊紀末期、2億年前的三疊紀末期和6600萬年前的白堊紀末期。恐龍滅絕發生在白堊紀末期。

科學家們列出了至少20個可能導致整個生物圈毀滅的原因。

張華告訴記者，研究表明生命已經持續進化了6億年。沒有任何外部事件摧毀過整個地球的生物圈。幾乎所有這些大規模滅絕都伴隨著劇烈的全球環境變化。

這些環境和氣候變化包括冰室效應或溫室效應，並導致大氣溫度急劇變化、海洋酸化和缺氧、海洋微生物爆發等現象，所有這些都表明劇烈的氣候和環境變化是物種大規模滅絕的原因。

"幕後的大多數人都認為是地球內部的活動導致了大規模的火山爆發。"張華說，即使是引起公眾關注的白堊紀末期的大規模滅絕事件，也逐漸被證明與印度德幹玄武巖的噴發密切相關。

因此，專家認為，大規模火山爆發會在短時間內引發甲烷和二氧化碳等地下溫室氣體的快速釋放。這些溫室氣體進入大氣層，引起地表環境的劇烈變化，導致生物體大量滅絕。

自從有人類記錄以來，地球還沒有觀察到一次數千平方公裡的大規模火山爆發。然而，人類給地球環境帶來了前所未有的變化，導致大量二氧化碳進入大氣層。如果這一趨勢持續很長時間，地球生物圈將不可避免地進入新一輪的滅絕。

資料來源:科學日報

記者:張野

編輯:樊棋