卡定二疊紀(jì)末生物大滅絕的時間 _大滅絕

國際團隊的部分成員

多剖面復(fù)合大滅絕模式

生物大滅絕與碳同位素變化的關(guān)系
11月17日， Science Express《科學(xué)快訊》刊登了以中國科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所沈樹忠研究員為首、由中外科學(xué)家組成的研究團隊完成的一項重要研究成果：“卡定二疊紀(jì)末生物大滅絕的時間” 。Science《科學(xué)》雜志近期將正式刊登此項科研進展。
自地球上出現(xiàn)生物以來，發(fā)生過數(shù)次大的生物滅絕事件，而2億5千萬年前發(fā)生在二疊紀(jì)最末期的生物大滅絕，是地質(zhì)歷史時期最嚴重的超級生物滅絕事件，造成了約95%海洋生物和75%陸地生物物種的滅絕。由于這一事件發(fā)生及持續(xù)的精確時間，長期以來難以精確卡定，故滅絕的原因和模式，也難以確定。沈樹忠主持的中國科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所晚古生代研究團隊成員聯(lián)合美國麻省理工學(xué)院、美國國家自然博物館、美國加州大學(xué)等單位的22位科學(xué)家，歷經(jīng)近十年，對華南和西藏等地數(shù)十條二疊—三疊系界線剖面進行了精細研究，通過高精度的生物地層、火山灰高精度年齡測定和同位素地球化學(xué)等多學(xué)科交叉手段，揭示了二疊紀(jì)末生物大滅絕發(fā)生在2.52億年前，并在20萬年這樣極其短暫的地質(zhì)時間內(nèi) ，快速地造成了地球海、陸生態(tài)系統(tǒng)的全面崩潰。
研究人員在對華南和西藏地區(qū)二十余條剖面開展高分辨率生物地層研究的基礎(chǔ)上，對分布在華南地區(qū)海陸相地層中的29個火山灰層，進行了系統(tǒng)采集和高精度的地質(zhì)年齡測定。建立了二疊紀(jì)-三疊紀(jì)之交1450種化石的翔實信息數(shù)據(jù)庫，并運用計算機定量優(yōu)化方法，克服研究程度差異和化石記錄不完整性等所造成的偏差，首次建立了多剖面復(fù)合的突發(fā)式綜合生物大滅絕模式，確定二疊紀(jì)末生物大滅絕發(fā)生在2.52億年前，歷經(jīng)時間不超過20萬年，其滅絕速度遠遠快于前人已有的研究報道。同時，論文通過對我國西南地區(qū)多條海陸過渡相和陸相剖面的生物地層、火山灰的精確年齡、植物群和煤層分布、碳同位素變化、沉積特征等研究，首次從生物地層、地質(zhì)年齡和化學(xué)地層等多方面，建立了可信的海陸生態(tài)系統(tǒng)變化的對比關(guān)系。提出當(dāng)時位于赤道地區(qū)的以大羽羊齒為代表的熱帶雨林植物群，在二疊紀(jì)末與海洋生物同時遭到快速毀滅性打擊，為海、陸生態(tài)系統(tǒng)的同時崩潰提供了直接依據(jù) 。
研究論文以廣泛的野外地質(zhì)工作為基礎(chǔ)和大量數(shù)據(jù)為依據(jù)，在確立高精度時間框架的基礎(chǔ)上，恢復(fù)了華南二疊紀(jì)末碳同位素變化的速度和幅度。根據(jù)計算，認為二疊紀(jì)末由于大規(guī)模地下巖漿活動造成地表甲烷釋放以及火山噴發(fā)等的共同作用，使得當(dāng)時大氣二氧化碳濃度快速增加，溫室效應(yīng)加劇，海水缺氧，從而導(dǎo)致海洋生物大量滅絕。同時，全球氣候快速變暖并干旱化，造成全球范圍內(nèi)大規(guī)模森林野火事件頻繁發(fā)生，使得森林快速消亡。森林的破壞又造成地表風(fēng)化加劇，地表土壤系統(tǒng)快速崩潰。從此，地球進入一個長達5百萬年以上的生命蕭條期。
該成果是迄今為止有關(guān)二疊紀(jì)末生物大滅絕事件研究時間精度最高、研究手段最為綜合的一項原創(chuàng)性成果，使得過去關(guān)于二疊紀(jì)末生物大滅絕模式的許多觀點亟待重新認識。這項研究還表明，地球生態(tài)系統(tǒng)對地表環(huán)境惡化的反應(yīng)可以是長期的，但是，一旦環(huán)境壓力超出生態(tài)系統(tǒng)的承受能力，地表生態(tài)系統(tǒng)會在很短的時間內(nèi)快速崩潰。
此項研究得到了國家自然科學(xué)基金委、國家科技部和中國科學(xué)院等的支持。
【卡定二疊紀(jì)末生物大滅絕的時間】
中國科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所