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一项开创性的研究近日在《科学》杂志上发表,其研究由布里斯托大学和中国地质大学(武汉)的研究者共同主导,揭示了地球历史上最严重的生物大灭绝事件——二叠纪-三叠纪灭绝的成因。
这一事件发生在大约2.52亿年前,造成了约90%的海洋物种和70%的陆地物种灭绝。
研究指出,一系列异常长时间和强度的厄尔尼诺事件是造成骇人灾难的关键因素。
多年来,科学家们主要将这次大灭绝归因于现今西伯利亚地区的巨大火山喷发。
这些喷发释放了大量二氧化碳到大气中,导致快速全球变暖,进而引发广泛的生态系统崩溃,包括陆地和海洋。
然而,为什么连耐受力强的陆地物种(如植物和昆虫)也遭受如此严重的损失,一直困扰着科学家们。
根据这项研究,单纯的气候变暖并不足以解释大灭绝的严重程度。
布里斯托大学的首席研究员亚历克斯·法恩斯沃斯博士指出:“气候变暖本身不能导致如此毁灭性的灭绝,因为物种可以迁徙到较凉爽的纬度。”
他还提到,在这一案例中,温室气体的增加不仅提高了全球气温,而且增加了气候和气象的变异性,使得大多数物种生存的条件变得异常动荡。
研究发现,这一时期的强烈厄尔尼诺事件在放大本已严酷的环境条件上发挥了关键作用。
厄尔尼诺是一个天然的气候现象,会扰乱典型的天气模式,造成极端天气,如洪水和干旱。
今天,厄尔尼诺事件持续一至两年,但在二叠纪-三叠纪时期,它们却持续了更长时间,导致全球生态系统遭受重创。
法恩斯沃斯和他的同事们研究了已灭绝的微小海洋生物——牙形石的化石牙齿中的氧同位素。
这些同位素帮助重建了当时的全球温度记录,揭示出温度剧烈飙升,尤其是在低纬度地区。
研究人员发现,这种强烈的“超级厄尔尼诺”模式加上极端火山活动,驱动了这些温度异常,创造了环境混乱。
在极端炎热的月份,二叠纪-三叠纪大灭绝期间的表面温度(°C)。
长时间的厄尔尼诺现象导致了长期的干旱,接着是连续几年的强降雨。
这使得物种适应变得极为困难,因为它们不仅面临温度的上升,还遭遇剧烈波动的天气条件。
气候变得不稳定和不可预测,物种根本无法快速进化或适应,法恩斯沃斯表示。
研究还强调了野火的作用,这些野火因长期干旱而肆虐。
地球的陆地表面频繁燃烧,而海洋则变得停滞,缺氧。
这使得生物没有生存的避难所。
研究中一个引人注目的发现是,这些超级厄尔尼诺事件在气候系统中造成了一个正反馈循环。
温暖从热带地区开始,逐渐传遍其他地区,最终导致植被崩溃。
由于植物在从大气中去除二氧化碳方面发挥着关键作用,它们的灭绝进一步加速了二氧化碳的积累,恶化了变暖。
这一灾难性的气候反馈帮助解释了为何陆地上的灭绝发生在海洋灭绝的数万年之前。
虽然海洋最初受到升温的保护,但超级厄尔尼诺将陆地温度推向了大多数物种的热耐受极限,结果导致陆地迅速灭绝,辅佐作者、教授冯阳表示。
虽然大规模灭绝事件很罕见,但它们对于重置地球的进化时钟至关重要,使新的生命形式得以主导。
在二叠纪-三叠纪灭绝之后,地球上见证了恐龙的崛起,就像哺乳动物,最终人类在数百万年后伴随恐龙灭绝而出现。