【江淮晨報】“平流層火山噴發”致奧陶紀末生命滅絕 2020-05-18

中國科大提出4.4億年前地球生命大滅絕新機制

本報訊 4.4億年前地球曾發生生命大滅絕事件,導致約85%的動物物種消失,國際學界為滅絕原因爭論了30多年。5月17日,記者從中國科大獲悉,日前中國科學技術大學沈延安課題組運用新方法研究認為,火山大噴發導致氣候劇變是這次大滅絕的真正原因,這項研究對分析現代全球氣候變化也有啟示意義。國際權威學術期刊《自然·通訊》日前發表了該成果。

自5億多年前寒武紀生命大爆發至今,地球上已發生5次生命大滅絕,其中第一次發生在4.4億年前的奧陶紀末期。當時所有動物都生活在海洋中,鸚鵡螺、筆石、珊瑚等無脊椎動物空前繁榮,但大滅絕事件使約85%的物種消失。傳統研究認為,當時地球進入了冰川期,以及之后冰川期結束氣溫上升帶來的海洋缺氧,這“兩幕”氣候劇變導致大滅絕。

但是,越來越多的證據表明,奧陶紀末期的“兩幕”式生命滅絕,與冰川的形成和消融時間不完全一致,國際學界為此爭論不休。

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。

衛星觀察表明,近50年來地球大氣平流層的硫酸鹽濃度不斷升高。有人認為是人類活動排放所致,也有人認為是現代火山噴發造成。沈延安認為,高精度的硫同位素分析法,能為尋求原因和對策提供手段。

合肥報業全媒體記者 蔣瑜香


《江淮晨報》(2020年05月18日A10版)

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