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地球首次生物大滅絕持續時間僅20萬年

2020-01-09 09:06:36來源:科技日報

       原標題:中外科學家攜手對火山灰進行精確測年后發現

  地球首次生物大滅絕持續時間僅20萬年

  科研人員在云南永善縣的奧陶系—志留系界線剖面考察。中科院南京地質古生物研究所供圖

  進入顯生宙以來,地球一共發生過5次全球性大規模集群滅絕事件。其中,發生在4億多年前奧陶紀末的第一次生物大滅絕,其持續時間、過程和具體發生機制一直存在爭論。

  科技日報記者6日從中科院南京地質古生物研究所獲悉,一個由中國、澳大利亞、美國等多國古生物學者組成的研究團隊,揭開了這層神秘面紗。

  他們發現,這次生物大滅絕事件,僅發生在短短20萬年之間。這一成果,為人類精確研究大滅絕的成因和發生機制提供了重要線索。相關研究成果已于近日發表在國際期刊《固體地球科學》上。

  冰川導致奧陶紀末生物大滅絕

  奧陶紀是古生代的第二個紀,氣候溫和,淺海分布廣泛,現今1/3的陸地被淺海覆蓋,海平面比現在高出400米,是地球歷史海侵最嚴重的時代。這一時期,海生生物空前發展,腕足動物、三葉蟲、珊瑚、筆石等迅速演化,原始的脊椎動物開始出現,陸地上除了很低等的植物,沒有任何動物生存。

  4.49億年前,地球進入奧陶紀晚期,正當所有生物悠哉生活的時候,顯生宙第一次大冰期的出現,導致了生物大滅絕,其滅絕規模位居第二,僅次于2.5億年前的二疊紀末生物大滅絕。

  “奧陶紀晚期的冰期和生物大滅絕交織在一起。雖然奧陶紀后發生過多次大滅絕,但這些大滅絕事件都沒有明顯的冰期證據,而后面也發生過幾次大冰期,也沒有引發大規模滅絕?!贝隧椦芯恐饕M織者之一、中科院南京古生物研究所研究員詹仁斌認為,奧陶紀末生物大滅絕非常獨特。

  當時的海洋生物遭遇了滅頂之災?!皽\海生物對生活環境的要求相對較高,所以一旦環境發生突變,它們就難以適應,導致死亡?!闭踩时笳f,像珊瑚、腕足動物、三葉蟲等生物門類的多個類群幾乎全軍覆滅,這次大滅絕重創了海洋生態系統,導致當時85%的海洋生物物種滅絕??茖W界普遍認為,導致這場災難的罪魁禍首就是晚奧陶世的冰川事件。

  滅絕速度比想象的要快很多

  以往的定年技術不夠,科學家們僅從化石著手研究,比較公認的說法是,在奧陶紀末的100萬年以內,發生了這次大滅絕。

  此次,中科院南京地質古生物研究所、廣州地球化學研究所、澳大利亞國立大學以及美國加州大學伯克利分??茖W家組成的研究團隊,經過近8年努力,在我國華南考察了百余條奧陶系—志留系界線剖面,最終在我國云南永善縣發現一個連續完整的奧陶系—志留系界線剖面。這段地層完整保留了首次生物大滅絕期間的化石沉積物記錄,研究人員對其中保存的化石進行研究,并對巖層進行精確定年。

  “云南永善縣發現的剖面比較特殊,近25米厚的剖面里高度凝縮了不同巖性的巖層。這些巖層主要由頁巖和石灰巖組成,頁巖主要是深水和較深水的沉積物,保存了筆石等生活在水體表層的漂浮生物;石灰巖在相對較淺的環境下形成,帶殼的底棲生物曾在此大量繁育?!闭踩时笳J為,這兩種巖石交替堆砌,意味著當時的海水深度發生了多次規律性變化,環境動蕩。

  有火山活動的地方往往就會有火山灰,火山灰中的鋯石可用以測量地質年齡。課題組在剖面中發現了23層火山灰沉積,并在其中分析出大量鋯石,經過嚴格篩選后測得其中四層火山灰的精確年齡。再利用國際通行的方法進行測算,最終發現,奧陶紀末的這次大滅絕,發生在4.431億年前到4.429億年前,將原本以為100萬年的大滅絕時間間隔壓縮至短短20萬年。

  從100萬年壓縮到20萬年以內,奧陶紀末生物大滅絕發生的速率要比原先想象的要快得多?!斑@一時期形成了大規模冰蓋,總規模達到1.5億立方千米,是今天地球南極和北極冰蓋總和的6倍以上?!闭踩时笳f。

  20萬年,與人類的文明史相比是相當長的一段時間,但從地質歷史角度來看不過短短一瞬。當時,全球海平面急速下降100至150米,氣溫下降6—8攝氏度,一系列的快速變化讓海洋生物來不及適應新環境,最終對海洋生物造成了致命打擊。(實習生 季天宇 記者 張 曄)


責任編輯:陳鵬宇
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