火山与全球变暖共同导致物种灭绝,发生在2亿年前

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本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映了作者的观点,不一定反映《大众科学》的观点


大约2亿年前,当盘古大陆最终分裂时,结果是产生了大量的热量。具体来说,是火山活动,巨大的玄武岩流喷发到地表,最终覆盖了超过九百万平方公里的面积。这不仅仅是一个超级大陆的消亡;这也是地球五次主要灭绝事件之一——并且是为恐龙铺平道路的那一次。

现在,科学家们通过分析保存在岩石中的木材和土壤中的碳同位素,将这次大规模火山活动与灾难性的气候变化联系起来。简而言之,布朗大学的地质学家杰西卡·怀特赛德和她的同事在一篇于3月22日发表在《美国国家科学院院刊》的论文中表明,三叠纪末期的灭绝事件与二氧化碳水平的急剧上升同时发生,海洋中形成贝壳的动物突然发现,由于一次持续了超过50万年的火山爆发,它们更难建造家园。


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通过观察地质记录,怀特赛德和她的同事记录了大约2亿年前碳13的下降。这表明更多的较轻碳同位素(C-12)突然变得可用,因为植物更喜欢使用它,这反过来表明大气中二氧化碳水平的飙升。这些水平持续了至少20,000年,随后是另一个至少20,000年的时期,植物被迫应对更高的C-13水平。在那些年代久远的水下岩石中发现的记录显示出类似的模式。总而言之,这一切都加起来成为“直接叠加的强有力证据,表明巨型溢流玄武岩省的喷发可能导致气候灾难,从而导致大规模物种灭绝。”

但是,关于究竟是什么导致二氧化碳水平的跳跃仍然存在谜团。正如科学家们所写,“[碳同位素水平的变化]不太可能仅由地幔二氧化碳产生。”其他变量可能包括从海底冰层(笼形水合物)中大规模释放甲烷,或者由于所有火山活动而导致的硫酸水平升高。科学家们也不能“排除小行星撞击作为杀戮机制的作用”,尽管迄今为止尚未发现小行星陨石坑。

这并没有描绘出二氧化碳水平上升时会发生的美好景象。陆地和海洋生物,例如四足动物和授粉植物,由于大气中二氧化碳水平的突然上升以及随之而来的海洋酸化而减少。今天的正在进行的第六次物种大灭绝及其相关的气候变化,最终会使谁受益,还有待观察,就像兽脚亚目恐龙从三叠纪末期灭绝事件中受益一样。但这通常不是当时地球上占主导地位的生命形式。

图片:加拿大新斯科舍省五岛省立公园红头,中央大西洋岩浆省的北山玄武岩(棕色)位于三叠纪末期灭绝事件水平(白色层)之上,反过来,位于红色浅湖沉积物之上。照片由杰西卡·H·怀特赛德拍摄。

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