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2022年06月10日
【​中国科学报】硫酸盐气溶胶是2.5亿年前生物大灭绝重要因素

本报讯(见习记者王敏)距今约2.5亿年的二叠纪末期,地球上发生了最大规模的生命灭绝事件,超过90%的海洋物种及超过70%的陆地物种消失。近日,中国科学技术大学教授沈延安课题组成员李梦涵提出一个新观点——西伯利亚大火成岩省喷发产生的硫酸盐气溶胶在全球范围内扩散和沉降是陆相二叠纪末期生命大灭绝的重要因素。相关研究成果日前发表于《地球与行星科学通讯》。

大火成岩省是指在相对短的一段地质时期内(小于100万~500万年)快速形成的一个规模巨大(面积大于10万平方千米、体积大于10万立方千米)的火成岩。李梦涵介绍说,在二叠纪末期,位于北纬约60度的西伯利亚大火成岩省的喷发是海洋环境恶化和生物灭绝的关键驱动力。

研究团队对1000多米长的钻孔和相关地层进行了详细的测量和多种数据分析,首先精确地确定了陆相生物在悉尼盆地灭绝的层位。年龄数据表明,悉尼盆地陆地生物的灭绝要早于全球海洋生物灭绝事件大约20万~60万年。

在此基础上,研究团队对钻孔样品中的黄铁矿开展了高精度硫同位素测试。研究发现,硫同位素在陆相生物灭绝层位发生了巨大波动,其中,在陆地生物灭绝期间,硫同位素显著降低。“这主要是由悉尼盆地湖水中的硫酸盐浓度急剧升高导致的。”李梦涵说。

事实上,与海水中的硫酸盐浓度相比,湖水中只含有微量的硫酸盐。“因此,湖水中硫酸盐含量急剧升高的主要原因是大气中硫酸盐气溶胶的沉降,而硫酸盐气溶胶来源于西伯利亚大火成岩省的喷发。”李梦涵进一步解释说。

这也相应地证明,北半球西伯利亚大火成岩省喷发产生的硫酸盐气溶胶通过扩散和传输到达了南半球并沉降至悉尼盆地,因此硫同位素的研究结果将火山喷发,以及南、北半球的气候和环境变化,有机联系起来。

“硫酸盐气溶胶的全球扩散对当时地表环境造成了严重破坏,如地球表层气温间歇性地陡然下降、持续性的酸雨及臭氧层的变 薄等。”李梦涵说,这对陆相二叠纪末期生命灭绝研究具有重要启示。

相关论文信息:

https://doi.org/10.1016/j.epsl.2022.117634

《中国科学报》 (2022-06-10 第1版 要闻)

https://news.sciencenet.cn/sbhtmlnews/2022/6/369784.shtm

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