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      Nature Com.: Hg同位素新證據表明火山爆發導致有史大規模物種滅絕

      2019-05-15 11:43:38??????點擊:
             2.52 億前的生物滅絕事件是如此的劇烈和廣泛,以至于科學家們稱之為“大滅絕”。這場災難在數十萬年的時間里殺死了地球上95%以上的生命。


      辛辛那提大學(University of Cincinnati)和中國地質大學(China University of Geosciences)的古生物學家表示,他們在世界各地近十幾個地點的地質記錄中發現了汞含量激增的現象(1-2),這提供了有說服力的證據,表明火山爆發是這場全球災難的罪魁禍首。該研究發表在《自然通訊》雜志上。


      1 本研究區汞濃度分布(Hg/TOC)

       

      火山爆發點燃了大量的煤炭沉積物,將汞蒸汽釋放到大氣中。它像雨一樣降落到地球周圍的海洋沉積物中,形成了一場預示著恐龍時代來臨的災難的獨特地質現象。


      火山活動,包括火山氣體的排放和有機物的燃燒,將大量的汞釋放到地球表面3


      研究區域的汞同位素



      大規模滅絕發生在科學家所說的二疊紀-三疊紀邊界。在恐龍崛起之前,大規模滅絕殺死了大部分陸地和海洋生物。有些是史前怪獸,比如兇猛的巨獸,看上去像是劍齒虎和科莫多龍的雜交。


      火山爆發發生在現在俄羅斯中部的一個名為西伯利亞圈閉的火山系統中。許多火山爆發不是發生在錐形火山中,而是通過地面上裂開的裂縫爆發的。火山噴發頻繁而持久,其狂暴持續了數十萬年。通常情況下,當火山爆發時,大量的汞會被釋放到大氣中。它已經成為研究火山對地球歷史上重大事件的影響的熱門話題。


      火山誘發下雨

      研究人員使用類似七鰓鰻的尖牙化石來確定汞沉積的年代。和地球上大多數其他生物一樣,牙形齒類動物也在這場災難中慘遭滅頂之災。

      在這段較長的時間里,火山噴發將多達300萬立方公里的火山灰推向高空。從這個角度來看,1980年華盛頓圣海倫斯火山的噴發只向大氣中釋放了1立方公里的火山灰,即使遠在俄克拉荷馬州的汽車擋風玻璃上也有火山灰。

      事實上,西伯利亞火山噴發在空氣中噴出了大量物質,特別是溫室氣體,使地球平均升溫約10攝氏度。氣候變暖可能是這次物種大滅絕的罪魁禍首之一。但是酸雨會破壞許多水體,提高全球海洋的酸度。而水溫較高的水會因為溶解氧的缺乏而有更多的死亡區。溫度變化可能是是頭號殺手。酸化和環境中的其他毒素會加劇這種影響。

      一次又一次的火山爆發使地球的食物鏈無法恢復。重要的不一定是強度,而是持續時間。這種情況持續的時間越長,環境承受的壓力就越大。

      同樣,地球從災難中恢復的很慢,因為持續不斷的干擾繼續摧毀生物多樣性。在過去的45億年里,地球經歷了五次大規模滅絕。

      科學家們使用了另一種元素——銥——來確定6500萬年前導致恐龍滅絕的全球大滅絕的可能原因。他們認為一顆巨大的流星襲擊了現在的墨西哥。由此產生的地球過熱羽流被吹到大氣中,雨點般落下含有銥的物質,這種物質在世界各地的地質記錄中都有發現。


      圖4 汞記錄與PTB海洋生態系統擾動的關系


      汞的特征提供了令人信服的證據(4),證明西伯利亞圈閉的爆發是造成這場災難的原因。現在,研究人員正試圖確定火山爆發的程度,以及火山爆發對環境的影響,尤其是對陸地動物和植物的大量死亡負有大責任。

      二疊紀大滅絕可能有助于解釋今天的全球變暖將如何導致下一次大滅絕。如果全球變暖確實是二疊紀動物滅絕的原因,那么變暖對今天的人類和野生動物意味著什么呢?

      人類向大氣中釋放碳的情況與二疊紀晚期類似,當時西伯利亞火山噴發釋放了大量的碳。這令人擔憂。大多數生物學家認為,我們正處于另一次大規模物種滅絕的邊緣,這是第六次大滅絕。

      生活在干旱沙漠等邊緣環境中的人們將首先遭殃。這將導致全球更多的氣候難民。在受災嚴重的地區,可能會看到更多的饑荒和大規模移民。這是一個全球性問題,應該認識到并積ji應對。在這些問題達到危機之前解決它們要容易得多。

       

      參考來源

      [1] University of Cincinnati. "New evidence suggests volcanoes caused biggest mass extinction ever: Mercury found in ancient rock around the world supports theory that eruptions caused 'Great Dying' 252 million years ago.." 15 April 2019. 



      [2] Jun Shen, Jiubin Chen, Thomas J. Algeo, Shengliu Yuan, Qinglai Feng, Jianxin Yu, Lian Zhou, Brennan OConnell, Noah J. Planavsky. Evidence for a prolonged PermianTriassic extinction interval from global marine mercury records. Nature Communications, 2019; 10 (1) DOI: 10.1038/s41467-019-09620-0 
       




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