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2.5亿年前生物大灭绝之谜

2014-7-21 22:31| 查看: 15773

摘要: 回顾整个地球历史,自有生命以来地球经历了至少五次生物灭绝事件,每一次都让地球上不计其数的生命遭受灭顶之灾。其中发生在2.5亿年前的二叠纪末期生物灭绝事件无疑是最残酷的。

        科学家利用这些理论提出了二叠纪末期全球生物灭绝事件的“火山成因说”。但是,仅仅靠这些猜测和联系是远远不够的,科学家还需要找到更加直接的证据将火山爆发和二叠纪生物灭绝紧紧地联系起来。

        2009年5月,包括中国科学家赖旭龙在内的中美联合研究小组在著名杂志《科学》上发表了一篇论文,为“火山成因说”提供了最有力、最直接的证据—这些科学家在中国的四川省找到了两套非常相似的地层。经过鉴定,这两套地层大概都产于2.6亿年前,每套地层中都同时包含了两种不同的岩石,一是峨眉山大火成岩省的火山岩,一是二叠纪的沉积岩。其中火山岩代表着二叠纪的火山喷发事件,而沉积岩中则记录了某些浮游生物的灭绝。通过将这些岩石记录进行对比研究,科学家们发现火山喷发与浮游生物的灭绝几乎是同时发生的,这直接说明了在二叠纪,火山喷发与生物灭绝事件关系密切。研究小组的研究不仅涉及四川峨眉山,也涵盖了贵州、云南等地区的大量火山。

        那么火山喷发究竟是如何造成生物灭绝的呢?难道是火山喷发直接把生物都烧死了吗?答案当然是否定的。科学家认为,是火山的爆发影响了当时地球上海洋和大气的环境,才最终导致了生物的灭绝事件。要了解这些,必须对二叠纪时期海洋、大气环境有非常详细的了解。于是地球化学家们提取岩石中存留的化学信息,以了解当时海洋的化学信息。然后科学家们再将这些信息汇总、进行模拟,以重现二叠纪时期的地球气候环境。

        在二叠纪的大部分时间里,海洋都是一片“椰林树影,水清沙幼,蓝天白云”景象;可是到了二叠纪末期,海洋环境变得完全不同了。科学家们经过多年的研究发现,二叠纪末期的海洋居然是一个缺少氧气的海洋。缺氧的海洋是个什么概念呢?举个简单的例子,凡是养过鱼的人都知道,鱼缸里面通常得加入一个空气泵,它向水中源源不断地提供氧气。如果没有这个设备,鱼缸里的鱼就很容易因为缺氧而死。在今天的海洋中,空气和海水之间的交换作用,就像鱼缸中空气泵的作用一样,使海洋溶解大量的氧气,各式各样的海洋生物得以生活其中。而二叠纪末期的海洋中就缺少这些溶解的氧气,海洋生物自然无法生存。更可怕的是,这时期的海洋中不但没有氧气,而且溶解了大量剧毒的硫化氢气体。可以想象一下,二叠纪末期的海洋生物整日泡在毒药中间,处于如此悲惨的境地,海洋生物的灭绝成为必然。

        那么,这样的海洋是如何形成的呢?通过计算机的模拟,科学家对“火山成因说”作了进一步的修正。新的理论认为,2.5亿年前西伯利亚火山群持续喷发仅仅影响了周边的生态系统,并没有造成全球性的影响。但是火山爆发喷出的各种火山气体在大气中的持续累积,尤其是二氧化碳对大气的入侵,造成地球上的温室效应,导致全球变暖和海水温度上升。高温的海水不利于溶解氧气,因此这个时期海洋溶解氧气的能力大大降低;火山喷发还造成大量火山灰遮蔽阳光,阻碍了绿色植物的光合作用,产出的氧气大大减少,导致大气中的氧气含量剧烈下降。这两个作用叠加,造成二叠纪末期的海洋中氧气的缺乏。在这样一个缺氧的海洋中,大部分生物很难存活,但是有些细菌却能够在里面自得其乐。这其中有种细菌叫做“硫酸盐还原菌”,它不但能够在缺氧的海水中繁衍生息,还会产出剧毒的硫化氢气体,它们在二叠纪海洋中愉快地生活繁殖,将二叠纪末期的海洋变成一锅“大毒粥”。经过进一步累积,海洋中的硫化氢气体浓度超过一定的限度,就会释放到大气中,更进一步破坏生态环境,毒害陆生生物。

        随着更多证据的发现,现在大部分科学家都相信二叠纪末期的大规模火山爆发可能是这次生物灭绝事件的源头。火山爆发向大气中喷射大量的火山灰和各种火山气体,它们直接或者间接地影响到了整个地球的生态环境,再经过一系列的连锁反应,最终导致了二叠纪末期的生物灭绝事件。 

[相关阅读]

        据国外媒体报道,在地球生物的演化史上,曾发生过生物大灭绝事件,其中在2.52亿年前二叠纪末期出现了全球范围内的生物大灭绝,来自苏黎世大学的古生物学家根据最新的研究认为全球气候在这个时期变得非常寒冷,之后却又非常温暖,然后再次降温。较低的温度使得海洋生物的多样性增加,由于气候的变暖,并且大气中的二氧化碳含量较多,起初演化出了新的、生命周期较短的物种。长期而言,这种气候变化不利于生物多样性的幸存,可导致物种灭绝。

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