第二大的生物大灭绝事件——晚奥陶大灭绝与气候变冷有关

（神秘的地球www.uux.cn）大约4.5亿年前，地球经历了迄今为止历史上规模第二大的大绝灭事件——晚奥陶大绝灭，期间超过75%的海洋物种消失了。至于是何原因造成了生物多样性的大规模消失至今是一个迷，但是现在一个由加利福尼亚理工学院（California Institute of Technology (Caltech)）学者所领导的团队发现了支持该次灭绝与气候变冷有关的新证据。

“尽管之前人们一直认为大灭绝事件会与气候变化潜在的联系，但是对于其准确的机制却一直不清楚的。”来自于Caltech的博士后研究员Seth Finnegan说。晚奥陶的大灭绝事件与冰期是耦合的，在此期间全球气温下降了而且冰川出现了明显的扩张。在此期间，北美洲位于赤道地区，而绝大部分的其他陆地组合在一起形成了一个横贯赤道至南极的超级大陆，即所谓的冈瓦纳大陆。

通过一种新的测量古温度的方法，研究者们揭示出了关于冰期时间和规模的线索以及发现其如何影响赤道附近海水温度。Caltech 地理生物学的助理教授Woodward Fischer介绍说：“我们的发现预示了一个与我们所知道的过去1亿年来截然不同的气候系统。”

当巨大的冰川覆盖了现在非洲和南美洲的绝大部分时，灭绝事件受到了冰川的影响，这使得要去估计气候在灭绝事件中的影响变得尤其的难。Finnegan 说：“在古气候记录的研究中，不确定性的最大来源之一就是大陆冰川的规模。”这两个因素都会在灭绝事件中起作用：随着越来越多的水被纳入冰川之中，全世界的海平面会不断的降低，致使浅水在作为海洋栖息环境的可能性在逐渐下降。但是区分这两种作用对于目前来说仍然是一个巨大的挑战，因为测量古温度的最好的方法受限于冰川的规模。

传统的测量古温度的方法需要获得那些在海水中沉淀析出的矿物的氧同位素含量。该含量受到温度以及海洋中该元素同位素含量的限制，因此其只有在（古）海水同位素含量可知的情况下才能得到古温度。但是其中一种同位素会优先进入到冰川之中，这使得其在海洋中的同位素含量会变小。考虑到没有人能够准确知道冰川的规模到底有多大，同时这些古海洋也不可能再重现在现代科学家们的面前，因此，实际上，要确定同位素含量的值是很困难的。

由于这种“冰川体积效应”，至今没有可靠的方法准确的知道在冰期时到底有多冷或者多热。

但是通过新式古温度计（该技术由Caltech的地质学教授和地球化学教授John Eiler和Sharp在实验室中得出），研究者们确定了晚奥陶世时期的平均海水温度——这是科学家们第一次能够在不受发生在几亿年前冰期期间的冰川体积效应的影响的情况下得到古海水温度。为了确信这些测量值，研究者们分析了海洋动物介壳化石的化学成分。这些介壳化石都是从加拿大魁北克以及美国中西部搜集得来的。

由Eiler在实验室中获得的新方法并不依赖于海水中的同位素含量，能够根据化石中重同位素的“团簇（clumpiness）”测量古温度。较高的温度会使同位素以较随机的方式结合在一起，而低温则会使它们集聚成簇。

“通过所提供的独立的关于海洋温度信息，该种新方法使我们知道了4.5亿年前海水的的同位素组成。根据这些信息，我们能够估计此次冰期期间的大陆冰川规模。”Finnegan说。在对冰川的规模有了较为明确的认识之后，研究者们就能够更多的了解到奥陶纪气候是什么样的，同时它如何影响海洋生态环境以及导致生物灭绝。

来自于Caltech地球化学的客座研究员Aradhna Tripati介绍说：“我们发现升高了的气候变化速率与灭绝事件是耦合的。”

该团队发现尽管当时热带地区海水温度要比现在高，但是在灭绝事件前后，中等大小的冰川依旧存在于靠近极地地区。然而在灭绝事件期间，冰川急剧地到达了最大规模。热带地区的海水下降了5℃，而且冈瓦纳大陆上的冰川增长到1.5亿立方千米的规模，这比新生代距今20000年前最后一次冰期时期覆盖在南极洲以及北半球的冰川都要来的大。

Finnegan 坚信：“我们的研究巩固了气候变化和灭绝之间的联系。尽管极地冰川在之后几个百万年内才消失，但是它们仅仅只在短期内使得热带地区海水变凉了，而这段时间只是整个灭绝事件的一部分罢了。”（神秘的地球www.uux.cn）

来源：化石网 风满袖