新研究有助于详细描述地球最大规模的二叠纪大灭绝事件

三叠纪早期全球古地理（~250 Ma）。改编自Ron Blakey，http://jan.ucc.nau.edu/~rcb7/，©2016科罗拉多高原地理系统股份有限公司。红色三角形代表研究地点。Bethulie和Ripplehead剖面位于南非中纬度卡鲁盆地（古~ 30–60°S），Eveleigh和Bunnerong剖面位于澳大利亚高纬度悉尼盆地（古~60°–90°S）。圆圈和钻石分别代表已生成汞数据的其他海洋和大陆部分。中国南方9个海相和8个陆相二叠纪-三叠纪界线遗址的名称和位置如补充图1所示，每个遗址的来源如补充表1所示。资料来源：Nature Communications（2023）。DOI:10.1038/s41467-022-35272-8

（神秘的地球uux.cn）据美国物理学家组织网（作者康涅狄格大学 伊莱娜·汉考克）：二叠纪大灭绝（LPME）是迄今为止地球历史上最大的灭绝，杀死了地球上80-90%的生命，尽管专家们未能找到导致气候剧烈变化的确切证据。

一个国际科学家团队，包括康涅狄格大学地球科学系的研究人员、教授兼系主任特蕾西·弗兰克和克里斯托弗·菲尔丁教授，正致力于通过关注西伯利亚火山中的汞，了解LPME的成因以及LPME事件是如何发生的，这些汞最终在澳大利亚和南非的沉积物中。这项研究发表在《自然通讯》上。

弗兰克解释说，尽管LPME发生在2.5亿年前，但它与今天发生的重大气候变化有相似之处：“这与理解未来地球上可能发生的事情有关。气候变化的主要原因与灭绝时向大气中大量注入二氧化碳有关，这导致了快速变暖。”

弗兰克说，就LPME而言，人们普遍认为，与该事件相关的快速升温与大规模火山活动有关，该火山活动发生在一个名为西伯利亚圈闭大型火成岩省（STLIP）的巨大熔岩矿床，但仍缺乏直接证据。

火山在地质记录中留下了有用的线索。随着熔岩的涌出，还释放了大量的气体，如二氧化碳和甲烷，以及微粒和重金属，这些气体被排放到大气中并沉积在全球各地。

弗兰克说：“然而，很难将这类事件与灭绝事件直接联系起来。”。“作为地质学家，我们正在寻找某种签名——一把冒烟的枪，这样我们就能绝对地指出原因。”

在这种情况下，研究人员重点关注的是汞，一种与火山爆发有关的重金属。诀窍是找到记录仍然存在的区域。

弗兰克解释说，海洋环境中的沉积物中包含了地球历史的连续记录，因为沉积物很快被掩埋并得到保护，所以其作用几乎就像磁带录音机。这些沉积物提供了大量关于灭绝及其在海洋中如何发展的数据。在陆地上，很难找到这一时期保存完好的记录。

为了说明这一点，弗兰克以康涅狄格州为例：该州地表或附近富含4亿至5亿年前的变质岩，覆盖着大约23000年前的冰川沉积物。

弗兰克说：“这里的记录有很大的差距。你必须很幸运地保存了陆地记录，这就是为什么它们没有得到很好的研究，因为那里的记录很少。”。

并不是世界上所有的地形都有如此巨大的地质记录差距，以前对LPME的研究主要集中在北半球发现的地点。然而，澳大利亚东部的悉尼盆地和南非的卡鲁盆地是南半球的两个地区，恰好对这一事件有着极好的记录，也是弗兰克和菲尔丁之前研究过的地区。

来自中国地质大学地质过程与矿产资源国家重点实验室的同事和合著者沈军（Jun Shen）联系了Frank、Fielding和其他合著者，希望对他们进行汞同位素分析。

弗兰克说，沈能够分析样品中的汞同位素，并将所有数据联系在一起。

“事实证明，火山喷发的汞具有非常特定的汞同位素组成，这些汞是在灭绝期积累的。知道这些沉积物的年龄，我们可以更明确地将灭绝的时间与西伯利亚的这次大规模喷发联系起来。这篇论文的不同之处在于，我们不仅研究了汞这两次都是首次在南部高纬度地区采样。"

科学家们一直在努力完善这个明确的时间安排，但正如菲尔丁指出的，我们了解的越多，事情就越复杂。

“作为一个起点，地质学家通过放射性同位素定年方法，以高精度准确地将大灭绝事件的时间定为2.519亿年。研究人员知道，大灭绝事件发生在海洋环境中，而人们只是假设陆地灭绝事件同时发生。”

然而，在弗兰克和菲尔丁之前的研究中，他们发现陆地上的灭绝事件发生在200000–600000年前。

菲尔丁说：“这表明，这一事件本身并不仅仅是瞬间发生的一场大灾难。这不仅仅是地球上非常糟糕的一天，可以说，它需要一些时间来构建，这很好地反映了新的结果，因为它表明火山活动是根本原因。”。“这只是发生在陆地上的生物危机的第一次影响，而且发生得很早。它需要时间才能传播到海洋中。2.519亿年前的事件是海洋环境状况的主要转折点，随着时间的推移，海洋环境状况恶化。”

Frank说，回溯这些事件依赖于许多不同地质学家的知识，他们都精通不同的方法，包括沉积学、地球化学、古生物学和地质年代学。

“这种类型的工作需要大量的合作。这一切都是从野外工作开始的，当时我们一组人去了澳大利亚，在那里我们研究了保存有问题的时间间隔的地层剖面。重点是，我们现在有一个以汞同位素特征形式的化学特征，它明确地联系了这些陆地剖面中的灭绝层记录了西伯利亚圈闭火山作用在陆地上发生的一切。"