新華社合肥2月14日電(記者徐海濤)距今約2.52億年的二疊紀末期,地球上曾發生過一次迄今最慘重的生命大滅絕事件,造成海洋中超過80%生物以及大量陸地生物滅亡。中國科學技術大學沈延安教授課題組近期研究認為,這是當時深海中富含的超劇毒氣體硫化氫大量上涌,與淺海富氧海水發生“震蕩性混合”導致的。國際學術期刊《美國科學院院報》近日發表了該研究成果。
古生物化石記錄表明,自5.4億年前地球上出現動物之後,至今共發生了5次生物大滅絕事件,其中二疊紀末期的這次最為慘重。長期以來,科學家曾提出“天體撞擊”、“火山爆發”、“溫室效應”等多種原因猜想,但都存在一定爭議。
據了解,之前各國學者對二疊紀末生命大滅絕的研究大多集中在淺海,而沈延安教授課題組另辟途徑,近期對二疊紀至三疊紀的深海沉積物展開研究。他們採集了保存在加拿大和日本的樣品,發現二疊紀至三疊紀深海沉積物的多硫同位素的組成,與現代大洋的海底沉積物有著根本性不同。
這個發現表明,當時古海洋的深海中富含硫化氫,而淺部海水則富含氧氣。更重要的是,多硫同位素組成的異常與二疊紀末生命大滅絕的時間高度一致,説明深海富含硫化氫的海水與淺海富氧海水在此期間發生了“震蕩性混合”。
“硫化氫是聞起來像臭雞蛋一樣的超劇毒氣體,這種震蕩混合足以導致二疊紀末生命的大滅絕。”論文第一作者、中科大博士後張桂潔介紹,相似的多硫同位素異常也伴隨著其後的生命遲緩復蘇,説明經歷了大滅絕之後,這種震蕩混合仍然間歇性發生。
“深海與淺海海水的對流是持續發生的,二疊紀末期深海中為什麼會大量出現硫化氫,是因為當時的海洋環境變化提供了硫酸鹽還原的條件,進而産生硫化氫。”沈延安説,即便是在現代,富含硫化氫的海水也一直在嚴重損害奈米比亞的漁業經濟,墨西哥灣、美國加州以及印度的淺海均發現了含硫化氫的海水,因此該成果將能為研究現代氣候環境變化及對策提供幫助。
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