3.5億年前地球驟冷 種子植物或為幕後推手

晚古生代大冰期發生了顯生宙以來持續時間最長、規模最大的成冰事件。究竟是什麼原因導致了這一時期全球古海洋、古氣候、古生態發生顯著變化？或許種子植物的輻射可以給出解釋。科技日報記者5月12日從中國科學院（以下簡稱中科院）南京地質古生物研究所獲悉，該所一項針對石炭紀杜內期的古海洋環境變化及其與種子植物的演化關係研究表明，種子植物大規模繁盛是導致地球晚古生代大冰期的直接原因。該成果已發表在國際地學知名期刊《地球與行星科學通訊》。

晚古生代冰期是顯生宙以來持續時間最長、規模最大的成冰事件。從石炭紀最早期（距今3.55億年左右）全球氣候急劇變冷並伴隨顯著的碳循環波動，這也是晚古生代全球氣候由“温室”到“冰室”轉換的冰期正式開始的重要標誌性事件。

一直以來，維管植物特別是種子植物的登陸和大規模繁盛被認為是觸發全球變冷和晚古生代冰期成冰事件的重要原因之一，但長期缺乏證據揭示它們之間的直接因果聯繫。

此次，中科院南京地質古生物所陳波、陳吉濤、郄文昆、黃璞等人與國內外同行進行了合作研究。他們對華南和越南等地5條早石炭亞紀剖面開展詳細的碳、鍶、氧同位素分析，同時系統地梳理了晚泥盆世—早石炭亞紀早期全球種子植物屬一級多樣性及其地理分佈變化。

研究發現，海水的鍶同位素比值在杜內期中期開始下降，並伴隨着碳酸鹽碳同位素值和牙形刺氧同位素值的增加。這三個同位素體系的耦合變化正對應於種子植物早期演化階段中最重要的一次輻射事件。此次事件中，種子植物以多樣性的快速增加和分佈範圍的顯著擴張為特徵。

陳波副研究員認為：“種子植物在這一時期加速擴張，使得磷等陸源營養物質輸入到海洋，從而促進全球海洋生產力提升和有機碳埋藏。而硅酸鹽風化和有機碳的埋藏會大量地消耗大氣中的二氧化碳，最終導致氣候的變冷。”

該項研究系統地揭示出陸地生態系統演變通過影響地表生物地球化學循環而最終導致全球氣候變化的全過程，研究結果對進一步理解陸地生態系統的興起，及其在塑造全球氣候中所扮演的角色有重要意義。