左图:2002年,意大利埃特纳火山爆发。右图:2010年,冰岛火山喷发伴随闪电壮观景象。
在生物演化的“长河”中,二叠纪末生物大灭绝曾造成95% 的海洋生物和75%的陆地生物物种灭绝。对这一“大灭绝”事件,中科院南京地质古生物研究所专家通过大量研究发现,二叠纪末生物大灭绝由温室效应引发,其灭绝速度远超早前认识。该研究成果,已于近期被刊登在国际上著名的自然科学综合期刊——美国的《科学》杂志。
温室效应是“凶手”
主持该研究项目的沈树忠研究员介绍,化石是生命演化最“忠实”的记录者,想要“还原”二叠纪大灭绝,就要找到足够的化石。为此,研究团队在浙江煤山、西藏及其周边地区20余条地质剖面开展研究。这些剖面既有海洋环境,也有陆地环境,甚至还有海陆过渡的环境。在浙江煤山,研究团队发现了高分辨率的牙形化石带。研究人员还在四川的剖面上找到了火山灰的痕迹。火山喷发形成的火山灰,沉积下来之后是可以保存的。
中科院专家的研究“还原”了当时的环境:地下岩浆在经过长期的“平稳”之后,突然迎来了“活跃期”,大规模的活动造成了地表甲烷释放以及火山喷发,使得大气中二氧化碳浓度快速增加,引发强烈“温室效应”。而二叠纪末生物大灭绝正是“温室效应”的后果。
不是天外来客干的
二叠纪末生物大灭绝的原因,长期以来一直是争论的热点。2000年,金玉玕院士等人在《科学》上发表了论文,认为是瞬间事件导致了生物的灭绝,因为二叠纪末期发生的生物灭绝速度太快了。所以有美、日等科学家推断当时有一颗小行星或者彗星猛烈地撞击了地球,其造成的强烈震波瞬间杀死了上千平方公里内的所有生物。但随着进一步的研究,“真凶”逐渐浮出水面。
沈树忠介绍,在大灭绝地层层位,研究团队发现当时的树木大多经过燃烧,证明天气非常干燥,森林遭受大面积野火吞噬。正是这些绵延不绝的野火,给位于赤道地区的以大雨羊齿为代表的热带雨林带来灾难。森林的破坏又使得地表风化加剧,地表土壤系统快速崩溃。天气越来越热,海底缺氧严重,海洋生物也没能逃过这次劫难。
持续时间不超20万年
此外,化石中碳同位素的变化也为大家带来了“好消息”。二叠纪末生物大灭绝发生的时间终于得以首次确定——2.5228亿年前。
沈树忠说,通过化石研究比对发现,二叠纪末生物大灭绝的灭绝速度远超早前认识。“在上世纪80年代的时候,大家都认为灭绝应该是1000万年完成的,但我们认为这一切不会超过20万年。而且海洋和陆地生物灭绝是同时的,和之前普遍认为的海洋生物灭绝快于陆地生物的理论不同。”
古银杏成功“逃生”
二叠纪大灭绝给世界带来的破坏是灾难性的,造成了95%海洋生物和75% 陆地生物物种灭绝,并让地球进入了一个长达五百万年以上的生命“萧条”期。但即便环境再险恶,仍有少数陆地和海洋物种成功活了下来。“这些物种都是抗压能力强、忍耐度很高的。”沈树忠说。
存活下来的陆地生物要比海洋生物多一些,古植物学家王军研究员告诉记者,包括蕨类 、石松类 、有节类 、银杏类 、松柏类延续了下来。“ 这些延续下来的是以大类划分的,但每个大类只有几个种成功活下来。”比如说古银杏,据王军介绍 ,那个时候的银杏和现在的完全不同,“早期的树叶分叉很多,而且叶子和毛发的样子差不多。”
“ 这次的成果并不是关于二叠纪大灭绝研究的终结。”沈树忠说,未来和大灭绝事件相关、相近的生物事件依然是他们关注的焦点。
■背景资料
什么是二叠纪生物大灭绝
二叠纪是古生代的最后一个纪,也是重要的成煤期。二叠纪开始于距今约2.95亿年。二叠纪的地壳运动比较活跃,古板块间的相对运动加剧,世界范围内的许多地槽封闭并陆续形成褶皱山系,古板块间逐渐拼接形成联合古大陆,陆地面积进一步扩大。
二叠纪生物大灭绝又名第三次生物大灭绝,发生于距今约2.5228亿年前的二叠纪末期,是有史以来最严重的大灭绝事件,估计地球上95%的海洋生物和75% 的陆地生物物种灭绝。三叶虫、海蝎以及重要珊瑚类群全部消失。陆栖的单弓类群动物和许多爬行类群也灭绝了。这次大灭绝使得占领海洋近3亿年的主要生物从此衰败并消失,让位于新生物种类,生态系统也获得了一次最彻底的更新,为恐龙类等爬行类动物的进化铺平了道路。
据新华社、《扬子晚报》 (来源:半岛网-半岛都市报) [编辑: 修相科]