史上最大生物灭绝发生在2.523亿年前

奥陶纪-志留纪之交大灭绝、晚泥盆纪弗拉斯期-法门期之交大灭绝、二叠纪—三叠纪之交大灭绝、三叠纪-侏罗纪之交大灭绝、白垩纪-第三纪之交大灭绝,这是在有着46亿年年龄的地球上,曾经发生的五次著名生物大灭绝事件。其中最严重的二叠纪—三叠纪之交大灭绝,甚至直接导致当时地球上超过90%的生物灭绝。

但长期以来,有关这些生物大灭绝的年代和原因争论很多。即便在年代上,目前最多也只是到百万年的级别上,很难再做更精确的卡定。昨天,作为世界著名的三大科技文献检索的SCI,刊登了一篇将二叠纪末生物大灭绝时间精确到十万年级别的论文。该论文是以中国科学院南京地质生物研究所沈树忠研究员为首,由中、美、加多国科学家组成的研究团队共同完成的一项重要研究成果。今后,当大家再谈论二叠纪—三叠纪之交大灭绝的时间时,已经可以引用2.523亿年了。

一个充满梦魇的毒气球?

欣欣向荣、万物生发,但伴随着地震、火山喷发、森林大火……突然从某一个刹那开始,无论是动物还是植物都不约而同感到自己呼吸氧气的过程变得愈发困难。在大规模地下岩浆活动造成的地表甲烷大量释放、火山频繁喷发的共同作用下,大气二氧化碳浓度快速增加,温室效应加剧,海水缺氧,进而导致海洋生物大量灭绝。

同时,全球气候快速变暖并干旱化,一方面作为饮用水的淡水湖面迅速消失,导致大量陆地生物难以为继。另一方面,干燥的气候让全球范围内大规模森林野火频繁发生,包括热带雨林在内的广袤森林快速消亡,森林的消亡随即造成地表风化,地表土壤也由此陷入崩溃。

在这个过程中,充满有毒硫化物的空气让地球变成了一个充满梦魇的毒气球,陆地上超过75%的生物、海洋超过95%的生物都遭遇了灭种的惨遇。

“大灭绝”酝酿200万年

作为古生代最后一个纪的二叠纪,开始于2.9亿年前,结束于2.5亿年前,是生物界的重要演化时期。和此前以及此后发生的历次生物大灭绝事件一样,在二叠纪末期出现的史上最大生物灭绝事件也不是短期促发的。

“在此前进行的对二叠纪大灭绝事件研究中,科学家们在浙江煤山300多米下的岩芯样品中,发现了来自于‘绿硫细菌’的分子化石。而51亿年前的古海洋透光带中存在这种微生物,表明水体中有毒硫化氢含量较大并且开始从水底上涌。”中国科学院南京地质古生物所沈树忠研究员告诉记者,浙江煤山作为此次研究二叠纪大灭绝事件的选址之一,同样在煤山的地下岩芯中发现灭绝事件之前的这种分子化石。

据介绍,根据同位素年龄的数据结果显示,灭绝事件之前的这段岩芯相当于两个百万年的时间跨度,这就说明灭绝事件之前的两百万年内,海洋就出现了长期的缺氧事件和间歇性的硫化氢污染,也可以说明大灭绝是海洋环境长期恶化的结果。

海陆生物系统同时崩溃

在此前的研究中,有关二叠纪末期生物大灭绝的演进过程是先海洋后陆地,也就是说海洋生物先灭绝之后是陆地。但在沈树忠研究员为首的研究团队结论中,不仅卡定了二叠纪末期生物大灭绝发生在20万年这样一个极短的地质时间之内,还快速造成了地球海、陆生态系统几乎同时性的崩溃。

“地下岩浆活动释放地表甲烷、火山喷发、二氧化碳浓度增加、温室效应等因素产生的影响对海陆生态系统可以说是同步的,这一点在研究实例中也能得到证明。”沈树忠表示,通过对我国西南地区多条海陆相和陆相剖面的生态地层、火山灰精确年龄、植物群、煤层分布、碳同位素变化、沉积特征等研究数据表明,当时位于赤道地区的以大羽羊齿为代表的热带雨林植物群,在二叠纪末与海洋生物同时遭到快速毁灭性打击。

加上这个打击发生在短短20万年的跨度内,绝大多数生物根本来不及作出任何反应就宣告灭绝了。海陆生态同时遭到毁灭性的打击,让地球迅速进入一个长达500万年以上的生命萧条期。

大灭绝为恐龙出现提供空间

既没有直接遭遇火山爆发,又没有遇到陨石撞击,单单温室效应加剧就能让地球面临灭顶之灾吗?相信这个结论对于生活在当下“地球越来越热”舆论中的大家而言,并不会产生什么切身体会,但在研究人员眼里,仅温室效应就足以致命。

因为温室效应在加速海水蒸发,导致海平面下降的同时也让气候变得越来越干燥。加上火山的喷发,联手让硫化物、二氧化碳快速增加,大气温度越来越高。空气中弥漫甲烷的臭鸡蛋味也越来越浓,生活在海底和陆地的生物,凡是不能适应这种恶化的环境的只能留下来等死。“这种因非突发事件,而由环境带来的死亡空间就像是温水煮青蛙,不知不觉间生命就消失了。”沈树忠分析道。

不过,沈树忠同时也认为,如果一定要为这次生物大灭绝事件找一个利好的话,那就是为后一个时期地球生物的大发展,尤其是恐龙的长期称霸提供了一个难得的生态空间。

-情景重现

二叠纪生物大灭绝之前

地球生物种类繁多相处和谐

“在遥远的2.6亿-2.52亿年前,这时的地球上有一个名叫古特提斯洋的海洋,另外还有一个由冈瓦纳、劳亚和西伯利亚三块大陆板块构成的统一陆地,叫泛大陆,三面环抱着海洋。在这个海洋东部的深水区域里,生活着一大群稀奇古怪却又自由自在的生物,我们的故事也就从这里开始……”

因为靠近赤道,阳光充足,温度适宜,海水营养丰富,位于古特提斯海洋的中心有着各种各样的“美食”。除了细菌、蜓类、珊瑚虫以及从寒武纪(5亿年前)就出现的三叶虫外,当时称霸海里的生物应该就是至今还不知啥模样的牙形动物和鱼类家族了。

在这片海域几万公里之外的陆地上,又是一个不同的世界。因为气候温暖潮湿,陆地的动植物繁殖生长得非常旺盛,而且有的个头还非常大。这时候的植物以蕨类为主。因为水分充足,生态环境好,树木都长得异常高大茂盛。植物茂密让飞鸟走兽也十分兴旺。

二叠纪生物大灭绝之后

银杏铁树等少数生物幸存了下来

二叠纪生物大灭绝事件发生之后,仍有少部分生命力顽强、适应能力超强,而又运气很好的“小强”幸存了下来。

这些幸存下来的“超级小强”,我们人类目前比较熟悉的包括:植物有银杏、铁树等,动物有二齿兽、麝足兽等。不用介绍,大家都知道银杏,因为它早就有了绰号“植物界的活化石”。确实,银杏最早出现于3.45亿年前的石炭纪,曾广泛分布于北半球的欧、亚、美洲,与动物界的恐龙一样称王称霸于世,至50万年前的第四纪冰川运动,地球突然变冷,绝大多数银杏类植物濒于绝种,唯有我国自然条件优越,才奇迹般的保存下来。

二叠纪生物大灭绝时

南京靠近赤道还是一片汪洋

当地球上96%的海洋生物物种和75%左右的陆地生物物种在二叠纪末遭遇灭顶之灾时,南京是陆地还是海洋?生活在南京周边的生物遭遇了什么?对于这些人们关注的话题,记者采访了中科院南京古生物研究所的专家。据介绍,二叠纪末,也就是距今2.5亿年-2.9亿年前,南京还是一片汪洋,生活在这片海洋里的生物自然未能躲过噩运。

为什么说在二叠纪末南京还是一片汪洋呢?这是因为在南京周边的汤山地区,发现了很多珊瑚、海百合等典型的海洋生物化石。“我们发现化石的这片岩层应该属于二叠纪早期,也就是2.5亿年-3亿年前,当时南京周边应该是一片浅海地区,而且气候比较温暖。”南京古生物博物馆馆长冯伟民告诉记者,目前业内普遍认为,2.5亿年前的南京及其周边不仅是汪洋一片,而且位置更加靠近赤道,因为珊瑚广泛生长在30℃左右温暖洁净的水域中。


新华报业网 陈彦 仲永





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