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2亿多年前生物大灭绝复苏之谜

2017-09-26 来源:今日港城

 

在地球生物的演化史上,曾发生了生物大灭绝事件,其中在2.52亿年前二叠纪末期出现了全球范围内的生物大灭绝,来自苏黎世大学的古生物学家根据最新的研究认为全球气候在这个时期变得非常寒冷,之后却又非常温暖,然后再次降温。较低的温度使得海洋生物的多样性增加,由于气候的变暖,并且大气中的二氧化碳含量较多,起初演化出了新的、生命周期较短的物种。长期而言,这种气候变化不利于生物多样性的幸存,可导致物种灭绝。
到目前为止,科学家认为地球上的植物群和动物群在这次大灭绝事件后花了相当长的时间进行恢复,到了中三叠世才有所缓和,大约在2.47亿年前左右。来自瑞士苏黎世大学的科学家小组由古生物学家乌戈·布赫尔(Hugo Bucher)牵头,最新研究透露诸如古菊石属和牙形化石等海洋生物的群体在此之前的三百万至四百万年就开始复苏。科学家们绘制了详细的温度变化曲线,研究当时的全球性气候和大气中二氧化碳水平,分析在三叠纪早期这样的波动对海域生物的多样性和陆生植物群会构成怎样的影响,而在距离这段时期不久,全球环境还经历了大范围的降温和非常温暖的阶段。
 
为了重建当时的地球气候模型,乌戈·布赫尔和同事们分析了牙形化石的氧同位素组成情况,研究显示从2.49亿年开始的时期地球经历了较为寒冷的阶段,在气候转暖后紧随着也出现了全球降温环境,大约在早三叠纪时期,位于2.479亿至2.459亿年前之间,全球的低温环境开始逐渐恢复。由于气候和碳循环影响了生物的多样性,对此科学家们审查了气候变化对动植物的生长影响,认为在全球气候较为寒冷阶段生物多样性开始增加,然后发生的气温触底反弹复苏很大程度上导致了海洋动物和植物区系发生重大的生态变化。
 
研究小组揭示了全球气候温暖阶段生物多样性的减少与大气碳同位素组成发生波动存在关联,而当时地球上的二氧化碳来自于西伯利亚大火山事件。科学家此前认为当时西伯利亚地区发生了超大面积的火山喷发,形成了庞大的火山熔岩分布区。由于地球气候的变化,最初影响对象是古菊石属和牙形化石,在早三叠纪阶段作为一种生命周期短暂的物种出现,并快速进行种群复苏。然而,初级生产者对二氧化碳的作用导致了海藻和陆生植物出现不利影响,大量有机物质的利用过程消耗了海洋中大量的氧气,由于海洋溶解氧的缺乏,使得海洋物种出现绝迹。
 
乌戈·布赫尔认为我们的研究表明更大程度的全球气候变化可能导致了短生命周期的生物出现和后来的物质灭绝,因此考虑物质的灭绝速率和新物种的出现速率显得尤为重要。乌戈·布赫尔和同事们深信气候变化和火山气体的大量排放是早三叠纪海洋短生命周期生物复苏的主要驱动因素,而较冷的全球气候阶段也促进了生物多样化的增加。在当时全球气候处于较为温暖的阶段,大气中的二氧化碳浓度水平也非常高,然而,这个情况在此后的年代中对全球生物多样性产生了有害影响。