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研究发现:华南周缘酸性火山喷发摧毁植被系统

发布时间:2021-11-19 11:42:22 来源:科技日报 责任编辑:caobo

2.52亿年前的二叠纪末生物大灭绝,是5亿年来地质历史中最严重的生物大灭绝,导致81%的海洋生物物种和约89%的陆地生物物种在短短6万年内消失。11月17日,国际知名刊物《科学进展》发表中外团队研究成果表明,华南周缘酸性火山大规模喷发导致陆地森林大火蔓延,摧毁了植被系统;火山喷出的气溶胶又让地球忽冷忽热,多数生物无法适应最终灭亡。

2.52亿年前,华南还处于热带雨林地区,海陆相生物均非常繁盛,并形成大规模森林和煤层。但在二叠纪末,却遭到重创,导致热带雨林消失、成煤作用停止、土壤系统崩溃,气候快速干旱化,我国四川、云南、贵州等地的陆相二叠系-三叠系界线剖面记录了这一灾难事件的全过程。

以往的研究认为,这次灭绝是由西伯利亚大火成岩省的基性火山喷发导致。然而,西伯利亚大火成岩省所在区域鲜有化石记录这次大灭绝,也没有可以与全球对比的沉积地球化学证据记录这次生物大灭绝。而且,西伯利亚大火成岩省开始于二叠纪末生物大灭绝事件之前约30万年,并一直持续到生物灭绝事件之后约50万年,因此,无论是大灭绝发生的时间和火山作用持续的时间,都与华南存在不一致。

华南二叠纪大灭绝期间富铜沉积形成过程示意图(中科院南京地质古生物所供图)

南京大学沈树忠院士和南京地质古生物研究所张华研究员带领的国内外团队发现,在云贵川地区相关剖面的生物大灭绝层位,铜异常富集,超出正常情况千倍,并同时伴随有汞元素的异常、大规模炭屑沉积,铜同位素和汞同位素的异常波动等。

研究表明,这些高浓度的铜来自华南板块周边特提斯洋中大陆岩浆弧酸性火山喷出的气溶胶中富硫化物液滴的直接沉积。研究小组推算出,华南周缘的酸性火山活动最少释放超过19亿吨的铜和几十亿吨的二氧化硫,这种喷发通量是现代火山活动二氧化硫年通量的10-200倍。火山富铜矿物和陆地植被燃烧产物炭屑的同时富集保存,反映大规模的火山喷发导致了陆地森林大火盛行,摧毁了陆地植被系统;火山释放的大量富硫气溶胶穿透对流层后滞留于平流层可能导致全球百-千年尺度的“火山冬天”,这种快速降温与随后的快速升温可能比火山作用导致的长期逐渐升温对生物的影响更致命。

结合我国东部地区、昆仑山脉、金沙江流域、澳大利亚东部、南美洲西部等地区二叠纪-三叠纪之交广泛存在的大规模二叠纪-三叠纪之交酸性火山喷发记录,研究人员认为2.52亿年前特提斯洋中和泛大陆周边的大陆岩浆弧酸性火山喷发,可能是2.52亿年前这次最大的生物灭绝事件的主要凶手之一,而西伯利亚大规模基性火山喷发并非二叠纪末生物大灭绝的唯一推手。(科技日报记者 张晔)

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