中新網(wǎng)合肥2月27日電 (楊保國 吳蘭)記者27日從中國科技大學(xué)獲悉,2月22日,國際著名學(xué)術(shù)期刊《自然-通訊》在線發(fā)表了該校地球和空間科學(xué)學(xué)院、 中國科學(xué)院殼幔物質(zhì)與環(huán)境重點實驗室“千人計劃”教授沈延安博士的研究論文《二疊紀(jì)末生命大滅絕過程中厭氧海水的間歇性上涌:來自硫同位素的證據(jù)》,對地球歷史上最大一次生命滅絕事件的原因提出了新的地球化學(xué)證據(jù)。
古生物化石記錄表明,在過去5.4億年的地質(zhì)歷史中,地球上共發(fā)生了5次生物大滅絕事件。其中發(fā)生在距今2.5億年之前的二疊紀(jì)末生命滅絕事件則代表了生命發(fā)展史中最慘烈的生物滅絕事件,造成了超過90%的海洋生物物種的消失以及大量陸地上生物的滅亡。長期以來,世界各國地球科學(xué)家對造成二疊紀(jì)末生命大滅絕事件的現(xiàn)象和原因進(jìn)行了深入的研究,建立了許多理論與模式。沈延安教授的最新研究報道了新的地球化學(xué)證據(jù),提出了新的生命滅絕模式,從而推動了人們對二疊紀(jì)末生命滅絕原因的認(rèn)識。
在國家自然科學(xué)基金委杰出青年科學(xué)基金的資助下,沈延安教授對浙江煤山剖面進(jìn)行了詳細(xì)的地球化學(xué)研究。該剖面是地質(zhì)時代二疊系與三疊系界限(距今約2.5億年)的全球標(biāo)準(zhǔn)地層,世界各地要厘定這一時間間隔的精細(xì)地層都要跟煤山剖面相對比,因此稱為“金釘子”剖面。沈延安教授及其同事首次精確地測定了煤山剖面的多種硫同位素組成,發(fā)現(xiàn)隨著滅絕事件的逐漸展開,硫同位素組成隨時間出現(xiàn)了階段性異常。根據(jù)硫同位素分餾原理和二疊紀(jì)海洋化學(xué)組成,他們認(rèn)為,硫同位素異常是厭氧海水(海水中缺少氧氣)的間歇性上涌造成的。許多證據(jù)表明,二疊紀(jì)末海洋的深部海水缺氧,并且在海洋深部的某些區(qū)域富集二氧化碳及硫化氫(一種聞似臭雞蛋氣味的有毒氣體)。當(dāng)這些深部海水上涌到海洋的淺水地區(qū)時,就會造成海洋生物的大量滅絕。
沈延安發(fā)現(xiàn)的硫同位素異常,與許多生物物種在大滅絕事件之前的大量減少是一致的。因此,他們提出含有大量有毒氣體的厭氧海水的間歇性上涌造成了生物物種的大量減少及滅亡。
沈延安進(jìn)一步解釋說,該研究成果表明,二疊紀(jì)末富集二氧化碳的大氣、厭氧海水的間歇性上涌等造成了當(dāng)時地球表層環(huán)境的不斷惡化,從而導(dǎo)致生命大滅絕。這一結(jié)論對研究現(xiàn)代全球變化具有重要啟示意義:大氣中二氧化碳的不斷升高有可能導(dǎo)致海洋缺氧,在特定的條件下將會產(chǎn)生一個類似于二疊紀(jì)末的海洋。如果此類海洋環(huán)境進(jìn)一步惡化,將對人類的生態(tài)環(huán)境造成災(zāi)難性的破壞。
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