温度的急速升高造成二叠纪末生物大灭绝

陆地温度超五十摄氏度 海洋表面达四十摄氏度

距今2.5亿年前的生物大灭绝造成了当时地球上绝大多数物种的消失，并延续了长达500万年后才逐渐复苏。

中国地质大学(武汉)和英国利兹大学、德国爱尔兰根大学—纽伦堡大学在合作研究中发现，导致如此冗长的沉寂期是因为温度的急速升高，在赤道很可能达到了陆地50℃和海平面40℃的致死高温。相关论文发表在10月19日出版的国际顶级自然科学学术刊物《科学》上。

大灭绝原因曾众说纷纭

2.5亿年前，二叠纪末灭绝前的地球上充满了植物和动物，包括原始的爬行类和两栖类动物，还有包括珊瑚和海百合在内的各种各样的海洋生物。但大灭绝后，赤道低纬度地区几乎没有生物生长，陆地上没有森林和动物，仅剩一些灌木和蕨类，而海洋里也没有鱼和海洋爬行类了，只剩一些贝壳类生物。

原因何在？科学界一直众说纷纭：除气候变暖外，还包括缺氧、火山爆发、有毒气体等多种说法。

中国地质大学(武汉)赖旭龙教授研究团队与欧洲专家的合作研究首次明确，造成该次物种大灭绝和此后长达500万年“死亡区”的主要原因是，当时的温度升高到了致命的程度。

这篇题为《早三叠世温室的致命高温》的论文由8人完成。包括第一作者、27岁的博士生孙亚东在内，来自中国地质大学的6名作者中，有4人是80后。

据介绍，这项研究第一次表明了当时的海洋表面温度可高达40℃，接近了海洋生物死亡及光合作用停止的致命温度值，然而直到现在，气候模型工作者仍然假设海平面温度不会超过30℃；而在陆地上温度更高，可能超过50℃，致使生物难以生存。

他们的成果记录了2.52亿年前至2.47亿年前早三叠世时期，迄今为止最为详细的温度变化。赖旭龙介绍说，地球曾多次发生生物大规模灭绝事件，距今6500万年前的恐龙灭绝事件就是其中之一。“一次生物大灭绝后通常会紧接着一个生物多样性低的‘死亡区’，数万年里，‘死亡区’很少有新物种出现。”

数据来自1.5万个牙形石标本

2.5亿年前的温度是如何确定的？赖旭龙教授介绍，数据来自牙形石标本。他解释，约在2亿年前就已经灭绝的海相微体生物牙形石，是地质历史时期一种像鳗鱼一样的古代鱼类牙齿，一般个体大小为0.1毫米左右，在早三叠世时期牙形石个体更加细小。由磷酸钙组成的牙形石，很好地记录下了古代海水的氧同位素组成，而氧同位素的形成由当时的环境温度所控制，通过研究牙形石标本中氧同位素的比值就可以恢复数亿年以前的古温度。

“研究持续了5年，我们从2007年就开始在位于贵州和广西的南盘江地区采集样品和标本了。”赖旭龙告诉记者，这是一项工作量巨大的工作，仅岩石样品就采集2吨多，获得35000多枚牙形石标本。

为了获取精确的数据，孙亚东甚至一个多月内持续在显微镜下工作了400多个小时，挑出了5400多个标本。

在研究中，他们从5条剖面中选用了早三叠世不同时代的269个样品，在显微镜下挑选出约1.5万牙形石个体，然后由孙亚东在德国爱尔兰根—纽伦堡大学的实验室进行氧同位素的测定，在此基础上构建了这一地区早三叠世完整的温度变化曲线。孙亚东表示：“很长时间都认为全球变暖与二叠纪末的生物大灭绝有联系，但我们的研究第一次展示了极端气候是导致赤道纬度生态系统几百万年不能得到恢复的原因。”

对当今气候变化有警示意义

赖旭龙研究团队的此项研究揭示了地球在极端温室条件下的生物、环境变化，引起人们对当今全球变暖状态的思考，如气候变暖对光合作用的影响会导致粮食作物的减产、生物多样性的降低和动物形体的减小。学界认为，该成果对当今气候变化及可持续发展有警示和借鉴意义。英国BBC、美国公共电视网等多家知名媒体对身在英国的孙亚东进行了专访和报道。

论文作者之一保罗·魏格纳说：“陆地上的动物都因为高新陈代谢速率而难以适应当时的高温，只有极地成为动物逃避高温的避难所。”他说：“过去没有人敢说古代的气候可以热到这么高的程度。希望将来全球变暖不会致使气温高到2.5亿年前的程度，如果真那样的话，生物界的复苏就需要数百万年。”

赖旭龙教授研究组成员、地质大学副教授江海水表示，这意味着，如果有一天，地球温度再达到这一高度，很多生物将会灭绝。“了解2.5亿年前自然变化的过程，可以帮助我们更好地进行预防。比如，减少温室气体的排放，实现低碳经济。”

文汇报 通讯员 曹南燕 记者 钱忠军