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大量含镍气溶胶是导致距今约2.5亿年生命大灭绝的重要因素

2021-04-06 16:35:30
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“根据我们系统研究,提出了一个新观点——西伯利亚大火成岩省喷发产生的含镍气溶胶是二叠纪末生命大灭绝的重要因素。”中国科学技术大学沈延安教授课题组成员李梦涵博士6日介绍了其课题组最新研究成果,大量含镍气溶胶是导致距今约2.5亿年生命大灭绝的重要因素。相关研究成果近日发表于国际综合学术期刊《自然-通讯》(Nature Communications)上。

 

距今约2.5亿年的二叠纪末期,地球上曾发生过一次最大规模的生命灭绝事件,造成海洋中超过90%以及陆地上超过70%的生物消失。沈延安课题组以高精度镍同位素分析为主要手段,对加拿大北极地区的晚二叠-早三叠地层进行了系统研究,提出上述新观点。

“大火成岩省是指面积超过10万平方公里的火成岩,西伯利亚大火成岩省的面积超过100万平方公里。”李梦涵博士介绍说,西伯利亚大火成岩省是地质历史上最大规模的大火成岩省,其喷发能够造成全球大气和环境的剧烈变化。据最近的精确年龄测试表明,西伯利亚大火成岩省在二叠纪末生命大灭绝事件的30万年前就已经开始喷发,因此大火成岩省喷发和生命灭绝的成因联系成为地球生物学领域未解的重要科学问题。经过对分布在加拿大北极地区Sverdrup盆地的Buchanan Lake剖面研究分析发现,Sverdrup盆地的镍同位素组成清晰地记录了从火山喷发、大气传输到海洋化学组成变化这一系统过程。

课题组研究认为,西伯利亚大火成岩省的喷发形成了大量含镍气溶胶,经过全球大气环流的传输沉降至海洋和陆地。大量含镍气溶胶沉降至海洋,消耗了海水中的氧气,造成海洋缺氧和酸化;大量含镍气溶胶的沉降至陆地,不利于植物的光合和呼吸作用、限制植物的生长及其多样性,最后导致植物的死亡。

该研究不仅证明了镍在改变海洋和陆地环境方面的重要作用,而且为西伯利亚大火成岩省喷发和全球环境变化之间的成因联系搭建了桥梁。沈延安介绍说,在过去5.4亿年以来地球上共发生了五次生命大灭绝事件,该项研究是首次应用镍同位素解析生命灭绝过程中的剧烈环境变化,为理解生命和环境的相互作用提供了新的视角,也将会启发中外学者采取相同手段对其它重要地质历史转折时期生命和环境的相互作用开展广泛深入的研究。(完)

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