作者:Paul R. Renne 来源:《科学》 发布时间:2013-3-26 10:27:39
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三叠纪生物大灭绝或因火山爆发

 
这些位于美国新泽西州采石场中的玄武岩是2亿年前火山活动的遗迹。
 
发生在距今2亿年前三叠纪末期的大绝灭将许多生物从地球上抹去,进而为恐龙在接下来的1.35亿年里统治地球铺平了道路。如今,研究人员以史无前例的精度确定了可能引发三叠纪生物大灭绝事件的原因与时机。
 
三叠纪生物大灭绝是过去5.42亿年历史中影响地球的5次最大生物灭绝事件之一。长期以来,科学家一直怀疑这一事件与大约发生在相同时代的广泛火山活动有关。从这些火山爆发中溢出的大量岩浆如今在全球四大洲都不难找到,其面积能够覆盖仅比澳大利亚略小一点的区域。
 
美国华盛顿哥伦比亚特区卡内基科学研究所的地质年代学家Terrence Blackburn指出,之前研究所使用的放射性测年技术并不足以精确测定这些火山到底是在何时爆发的。有人甚至估计,这场大灭绝在火山爆发之前便已开始了,从而意味着火山活动可能仅仅起到了一个次要的作用。
 
然而通过使用一种精确测年技术绘制在古代火山岩中发现的锆石晶体的铀同位素向铅的放射性衰变,Blackburn及其同事已经确定了火山活动的发生可分为4个阶段。通过分析来自北美洲东部的七处遗迹以及一处非洲摩洛哥遗迹的火山岩样本,研究小组推断,第一次以及最大规模的火山活动与三叠纪大灭绝发生在同一时间。这一研究成果发表在3月22日出版的美国《科学》(Science)杂志上。
 
Blackburn指出,通常在火山岩沉积物中并不会发现锆石。然而随着非常厚的岩浆层冷却下来,锆、铀,以及其他稀土元素会在凝固火山岩内部仍处于熔融状态的层位中聚集,从而为锆石的结晶提供了原材料。
 
研究小组报告说,火山爆发的第一阶段在2.0156亿年前始于今天的摩洛哥地区。研究人员在被称为溢流玄武岩的巨大火山岩沉积层的正下方发现了花粉化石以及其他与孢子类似的结构——这是一个信号,表明这一区域的生态系统是原封未动的,并且在火山运动开始之前一直正常运行。
 
大约在1.2万年的时间里,火山爆发的趋势蔓延到今天的美国东海岸地区。Blackburn指出,在这一阶段火山运动的前3万年里,或许可能在更短的时间间隔内,超过100万立方千米的岩浆喷涌而出——这相当于为美国本土48个州覆盖上一层厚度达100多米的岩浆。
 
研究小组指出,后来规模相对较小的火山活动分别在第一阶段发生后的6万年、27万年,以及62万年里相继出现。
 
加利福尼亚大学伯克利分校的地质年代学家Paul Renne认为:“这项研究将测年技术带到了一个具有超级精度的更高水平上。”他说:“它强调了一个概念,即三叠纪末期的大绝灭与溢流玄武岩之间存在着联系。”
 
但Renne表示,现在依然不清楚最终到底是什么原因导致了生物的大灭绝。可能是由于气候在火山气溶胶引发的短期变冷与二氧化碳排放造成的长期变热之间剧烈摇摆所致。另外,他指出,大灭绝也可能是因为由此造成的海洋酸化,抑或之前研究所提出的任何一种生态灾难所造成的。Renne说:“这是在某些情况下你所能得到的最好的间接证据。”
 
生物灭绝并不总是匀速逐渐进行的,经常会有大规模的集群灭绝,即生物大灭绝。整科、整目甚至整纲的生物在可以很短的时间内彻底消失或仅有极少数残存下来。在集群灭绝过程中,往往是整个分类单元中的所有物种,无论在生态系统中的地位如何,都逃不过这次劫难,而且还常常是很多不同的生物类群一起灭绝,却总有其他一些类群幸免于难,还有一些类群从此诞生或开始繁盛。大规模的集群灭绝有一定的周期性,大约6200万年就会发生一次,但集群灭绝对动物的影响最大,而陆生植物的集群灭绝并不像动物那样显著。三叠纪是爬行动物和裸子植物崛起的年代,是中生代的第一个纪。它位于二叠纪和侏罗纪之间。三叠纪大灭绝估计造成了地球上76%的物种的消失,其中主要是海洋生物。(来源:中国科学报 赵熙熙)
 
 
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