【江淮晨报】“平流层火山喷发”致奥陶纪末生命灭绝 2020-05-18

中国科大提出4.4亿年前地球生命大灭绝新机制

本报讯 4.4亿年前地球曾发生生命大灭绝事件,导致约85%的动物物种消失,国际学界为灭绝原因争论了30多年。5月17日,记者从中国科大获悉,日前中国科学技术大学沈延安课题组运用新方法研究认为,火山大喷发导致气候剧变是这次大灭绝的真正原因,这项研究对分析现代全球气候变化也有启示意义。国际权威学术期刊《自然·通讯》日前发表了该成果。

自5亿多年前寒武纪生命大爆发至今,地球上已发生5次生命大灭绝,其中第一次发生在4.4亿年前的奥陶纪末期。当时所有动物都生活在海洋中,鹦鹉螺、笔石、珊瑚等无脊椎动物空前繁荣,但大灭绝事件使约85%的物种消失。传统研究认为,当时地球进入了冰川期,以及之后冰川期结束气温上升带来的海洋缺氧,这“两幕”气候剧变导致大灭绝。

但是,越来越多的证据表明,奥陶纪末期的“两幕”式生命灭绝,与冰川的形成和消融时间不完全一致,国际学界为此争论不休。

针对这一科学问题,沈延安课题组开辟了新的研究思路,他们对华南奥陶纪末生命灭绝地层中的黄铁矿进行了高精度同位素分析,发现伴随着晚奥陶火山的喷发,硫同位素出现非质量分馏,当火山活动减弱和停滞后,硫同位素又呈现质量分馏。

该研究认为,奥陶纪末“平流层火山喷发”将大量二氧化硫、硫化氢和其它火山物质输送至平流层。在平流层的臭氧层附近,火山喷发的二氧化硫等含硫气体经光化学反应产生硫同位素的非质量分馏,并形成硫酸盐等沉降至地表和海洋中,最后保存于岩石中。经过短暂的冷却之后,“平流层火山喷发”释放大量温室气体,使地表温度迅速升高并形成酸雨,导致陆地和海洋酸化以及海洋缺氧。因此,他们提出“平流层火山喷发”触发和驱动的一系列全球气候剧烈变化和海洋缺氧等环境恶化,直接导致了奥陶纪末生命大灭绝。

卫星观察表明,近50年来地球大气平流层的硫酸盐浓度不断升高。有人认为是人类活动排放所致,也有人认为是现代火山喷发造成。沈延安认为,高精度的硫同位素分析法,能为寻求原因和对策提供手段。

合肥报业全媒体记者 蒋瑜香


《江淮晨报》(2020年05月18日A10版)

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