史上最严重的生物大灭绝仅用了 6 万年

在二叠纪生物大灭绝期间,地球上超过 90% 的生命在地质学意义上的瞬间消失殆尽,科学家怀疑多种环境因素在其中发挥作用

根据迄今为止对二叠纪生物大灭绝(过去 5.4 亿年来最严重的生物灭绝事件)最精确的研究,仅用了 6 万年就导致地球上超过 90% 的生命消失。

新的时间线并未揭示生物灭绝背后的罪魁祸首,尽管科学家们有一些怀疑对象,例如西伯利亚的火山爆发,喷发出大量的改变气候的气体。但该研究的主要作者、麻省理工学院的地球化学家塞思·伯吉斯表示,确定二叠纪生物大灭绝的持续时间将有助于研究人员完善其潜在的触发机制。

伯吉斯告诉《生命科学》:“无论是何原因导致了灭绝,它都非常迅速,或者生物圈达到了某种临界阈值。” “拥有关于生物大灭绝事件及其本身发生时间间隔的准确时间线极其重要,因为它让我们了解生物圈的反应方式。”


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该研究结果于今日(2 月 10 日)发表在《美国国家科学院院刊》杂志上。

放射性和灭绝

二叠纪生物大灭绝标志着二叠纪地质时期的结束,该时期大约在 2.52 亿年前结束。超过 96% 的海洋生物和 70% 的陆地物种灭绝。相比之下,在 6600 万年前白垩纪末期恐龙灭绝事件中,有 85% 的生命消失。[灭绝扫荡:历史上最神秘的灭绝事件]

伯吉斯说:“这是地球生命轨迹中基本的转折点之一。” “它为[其余]的进化奠定了基础。”

二叠纪“大灭绝”的最佳记录在中国眉山。在过去的几十年里,数百名地质学家收集并分析了眉山在二叠纪生物灭绝之前、期间和之后的岩石。研究人员分析了这些岩石,以更好地了解导致二叠纪事件的原因。与眉山海洋岩石交织在一起的火山灰层中有微小的矿物锆石,可以使用地球化学技术精确地测定年代,而海洋岩石则携带着大量化石,记录了生命的消亡和复苏。

伯吉斯和他的合著者使用最新的高分辨率铀铅锆石定年技术改进了眉山岩石的年龄。锆石在其晶体结构内捕获微量的天然放射性铀。铀衰变为铅,计数两种元素的比率可以估算锆石的年龄。

新的年代测定结果表明,生物大灭绝始于 2.51941 亿年前(正负 37,000 年),结束于 2.51880 亿年前(正负 31,000 年)。灭绝的结束也标志着三叠纪的开始,并且与眉山首次出现牙齿状鳗鱼生物Hindeodus parvus(牙形石,化石记录中发现的最早的牙齿来源)化石的时间相吻合。

寻找凶手

新的时间线也为与生物大灭绝相关的环境打击提供了更高的准确性。例如,之前的研究发现,在生物大灭绝开始之前,二氧化碳(一种温室气体)有所增加。在二叠纪岩石中,大气二氧化碳的变化记录为碳同位素比率的变化。

新的研究表明,二氧化碳的增加是突然且短暂的,伯吉斯说。“它比灭绝早了大约 20,000 年,持续了 10,000 或 15,000 年。这是一个非常短期的事件,”他说。

但除了大气温室气体之外,还有其他潜在的灭绝临界点。例如,海面温度也升高了约 18 华氏度(10 摄氏度),这一时期从灭绝之前开始并持续到早三叠世。二氧化碳的突然增加可能使海洋更具酸性。(由于自 19 世纪 50 年代以来人为来源导致的二氧化碳浓度升高,类似的影响正在当今时代发生。)[毁灭地球的 10 种方法]

伯吉斯说:“一个准确且高精度的年龄模型为我们提供了一个可靠的[基准],我们可以开始将所有其他与生物大灭绝同时发生的事情与之进行比较。”

研究团队现在正在将相同的年代测定技术应用于二叠纪生物大灭绝的主要嫌疑对象之一,即来自西伯利亚暗色岩的火山岩,西伯利亚暗色岩是地球上最大的火山喷发地之一。

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