二疊紀末陸地物種大滅絕之謎揭開

本報合肥6月9日電（記者常河 通訊員王敏） 距今約2.5億年的二疊紀末期，地球上發生了最大規模的生命滅絕事件，超過90%的海洋物種、超過70%的陸地物種消失，科學家們一直在尋找消失的原因。記者近日從中國科學技術大學獲悉，該校沈延安教授課題組的李夢涵提出一個新觀點——西伯利亞大火成岩省噴發產生的硫酸鹽氣溶膠在全球範圍內擴散和沉降，是陸相二疊紀末生命大滅絕的重要因素。相關研究成果發表於地球科學綜合學術期刊《地球與行星科學通訊》。

長久以來，國內外學者的研究大多集中於海洋生物的滅絕及其機制方面，而對陸地生命滅絕的相關研究較少。“傳統觀點認為，陸地和海洋生物幾乎是同時滅絕，因此它們滅絕的原因和機制相同。”李夢涵介紹説，此外，二疊—三疊紀陸相地層在全球範圍內大多保存不完整或者缺少關鍵層位。“因此，陸相二疊紀末生命大滅絕的原因和機制一直是地球科學領域具有挑戰性的科學問題。”

針對該問題，沈延安課題組和美國康涅狄格大學教授、國際沉積學會副主席Tracy Frank課題組開展合作，共同對澳大利亞悉尼盆地陸相二疊—三疊紀地層進行了多學科系統研究，探究陸相二疊紀末生命大滅絕之謎。

李夢涵介紹説，悉尼盆地在二疊—三疊紀時期位於南半球大約33度的古地理位置，其研究結果將有助於我們回答兩個重要的科學問題：第一，在二疊紀末期，位於北緯大約60度的西伯利亞大火成岩省的噴發是海洋環境惡化和生物滅絕的關鍵驅動力，但研究者們對這次火山噴發是否影響南半球氣候和陸地環境變化一直沒有明確答案。第二，現在越來越多的證據表明，二疊紀末陸地和海洋生命大滅絕並非同時，陸地生物的滅絕時間早於海洋生物，因此導致它們滅絕的環境因素可能不同。

研究團隊對1000多米長的鑽孔和相關地層進行了詳細的測量和多種數據分析，首先精確地確定了陸相生物在悉尼盆地滅絕的層位。年齡數據表明，悉尼盆地陸地生物的滅絕要早於全球海洋生物滅絕事件大約20萬~60萬年。在此基礎上，研究團隊對鑽孔樣品中的黃鐵礦開展了高精度硫同位素測試。研究發現，硫同位素在陸相生物滅絕層位發生了巨大的波動，其中，在陸地生物滅絕期間，硫同位素顯著降低。

“這主要是由悉尼盆地湖水中的硫酸鹽濃度急劇升高所導致。”李夢涵説，事實上，與海水中的硫酸鹽濃度相比，湖水中只含有微量的硫酸鹽。“因此，湖水中硫酸鹽含量急劇升高的主要原因是大氣中硫酸鹽氣溶膠的沉降，而硫酸鹽氣溶膠則來源於西伯利亞大火成岩省的噴發。”

這也相應地證明了，北半球西伯利亞大火成岩省噴發產生的硫酸鹽氣溶膠通過擴散和傳輸到達了南半球並沉降至悉尼盆地，因此硫同位素的研究結果將火山噴發以及南、北半球的氣候和環境變化有機聯繫起來。李夢涵介紹説：“硫酸鹽氣溶膠的全球擴散對當時地表環境造成了嚴重破壞，如地球表層氣温間歇性地陡然下降、持續性的酸雨以及臭氧層的減薄等，這對陸相二疊紀末生命滅絕的研究具有重要啓示。”