【中國科學報】“平流層火山噴發”致奧陶紀末生命滅絕 2020-05-15

本報訊(見習記者楊凡)中國科學技術大學沈延安課題組以高精度硫同位素分析為主要研究手段,發現在奧陶紀末生命滅絕事件的過程中,硫同位素產生了非質量分餾,他們提出“平流層火山噴發”,即火山物質噴發至平流層——大約離地表20公里,是奧陶紀末生命滅絕事件的驅動機制這一新觀點。相關研究成果近日發表于《自然—通訊》。

奧陶紀末生命滅絕發生在約4.4億年前,造成了全球海洋中約85%物種消失,這也是地球過去5.4億年來第二大生命滅絕事件。傳統觀點認為,奧陶紀末生命滅絕與當時冰期的開始和結束有成因上的聯系。但越來越多的證據表明,奧陶紀末的兩幕式生命滅絕與冰川的形成和消融在時間上并不完全一致。

針對這一科學問題,沈延安課題組開辟了新的研究思路,他們對華南奧陶紀末生命滅絕地層中的黃鐵礦進行了高精度同位素分析,發現伴隨著晚奧陶火山的噴發,硫同位素出現非質量分餾,當火山活動減弱和停滯后,硫同位素又呈現質量分餾。

該研究認為,奧陶紀末“平流層火山噴發”將大量二氧化硫、硫化氫和其它火山物質輸送至平流層。在平流層的臭氧層附近,火山噴發的二氧化硫等含硫氣體經光化學反應產生硫同位素的非質量分餾,并形成硫酸鹽等沉降至地表和海洋中,最后保存于巖石中。經過短暫的冷卻之后,“平流層火山噴發”釋放大量溫室氣體使地表溫度迅速升高并形成酸雨,導致陸地和海洋酸化以及海洋缺氧。因此,他們提出“平流層火山噴發”觸發和驅動的一系列全球氣候劇烈變化和海洋缺氧等環境惡化,直接導致了奧陶紀末生命大滅絕。

沈延安介紹,衛星觀察數據表明,近50年來平流層的硫酸鹽濃度不斷升高,一種觀點認為是人類活動排放含硫氣體造成的,也有研究認為是現代火山不斷噴發導致的,高精度的硫同位素分析能夠為探討這一重要科學問題提供有力的手段。

相關論文信息:https://doi.org/10.1038/s41467-020-16228-2


《中國科學報》 (2020-05-15 第4版 綜合)

http://news.sciencenet.cn/sbhtmlnews/2020/5/355200.shtm



     
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