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生物大灭绝真相解密(1)
http://www.100md.com 2016年7月1日 《百科知识》2016年第13期
     大约在2.5亿年前,地球上发生了一次规模空前的生物大灭绝,它的毁灭性远远超过了6500万年前那次杀死了恐龙的生物灭绝。6500万年前的那次灾难毁灭了地球上50%的物种,而2.5亿年前的那一次,陆地上至少70%的物种、海洋中96%的物种都消失了。由于那次灭绝发生在古生代终结时的二叠纪和中生代开始时的三叠纪之间,古生物学家称之为“二叠纪-三叠纪生物大灭绝”。

    在二叠纪,地球上几乎所有陆地都聚在一起,形成了一块被称为“盘古”的超级大陆。这样一块超级大陆的形成改变了地球的气候,使绝大多数地方变得很温暖而且很干燥。那时的地球是生命的乐园。各种昆虫爬行于地面,飞翔于空中,包括原始的蜻蜓和蟑螂。森林中生活着巨大的以植物为食的爬行动物和两栖动物。鱼类统治着海洋,包括模样吓人的盾皮鱼,它们的身长可达9米。珊瑚虫和三叶虫是海洋中的“旺族”。

    然而,一切突然间改变了……西伯利亚火山喷发和“二叠纪-三叠纪生物大灭绝”几乎发生在同一时期

    岩石中的秘密

    那次灭绝可谓铁证如山,因为它的细节“写”在了石头上,那些石头就形成于灭绝事件发生的时候,其中的化石透露了隐藏在遥远时光中的秘密。人们发现,在那些化石的记录中,一些生物突然消失了,例如,三叶虫在三叠纪的岩层中便一下子踪迹全无。

    究竟是什么导致了那场大灭绝呢?人们进行了大量研究,提出了种种假设,如气候的温暖化、寒冷化、海水盐分浓度的变化、栖息地的减少、海陆的变迁、超新星爆发和小行星撞击地球,等等。20世纪90年代早期,科学家们在西伯利亚找到了大量火山喷发留下的玄武岩,那些玄武岩形成于二叠纪末期,是当年一场大规模火山喷发的熔岩,面积达200万平方千米。这说明,在大灭绝发生的那个时候,地球上出现了一次规模惊人的火山喷发事件。在二叠纪,地球上几乎所有陆地都聚在一起,周围被大洋所环绕

    2.5亿年前,地幔中聚集着巨大的压力,灼热的熔岩早已蓄势待发,这时,可能某种突发的事件触动了火山喷发的“开关”,这个事件究竟是什么,人们也有很多猜测,也许是某种剧烈的地质活动,也许是一个小行星撞击了地球,总之,一场大喷发开始了。到处火光冲天,烟雾弥漫,被称为洪流玄武岩的熔岩漫延开来,源源不断,动物们无处可逃。火山不断地喷发、停止、再喷发,这个过程延续了6万年,留下的原始洪流玄武岩也远远不止现在看到的200万平方千米,它的岩浆若覆盖整个美国,可使地面抬升1.6千米!

    能够为那次灭绝提供证据和说明其规模的地方还有人们在南非的卡陆盆地找到的印迹。现在的卡陆盆地是一个寸草不生的荒漠之地,但科学家们发现,3亿年前的地层却由大量洪水冲积而成的沉积物所构成,这表明3亿年前的卡陆盆地是一个非常潮湿的地方,生命曾经盛极一时,就在紧挨着这个地层的上面却突兀地缺乏任何生命迹象,那里的地层被科学家形容为“不毛地带”。卡陆盆地的地层印证了二叠纪末期,地球曾一度堕入到一个生物灭绝灾难中的推断。海洋动物正在失去制造贝壳的海洋环境,它们的壳很薄,变得透明

    通常情况下,火山喷发会对地球环境形成程度不同的冲击。火山灰上升到大气层的高处,它们遮挡阳光,改变固有的天气模式。接下来就是二氧化碳,它们随火山喷出的气体进入大气,使大气变热,海洋也吸收很多碳,海水因此变得更酸了。

    西伯利亚火山剧烈的喷发和“二叠纪-三叠纪生物大灭绝”几乎发生在同一时期,这难道只是巧合吗?那场规模空前的大灭绝是否就肇因于西伯利亚火山喷发呢?要回答这个问题,科学家必须搞清楚那次大灭绝和火山的喷发是否存在联系,假若喷发发生在大灭绝之后,那么就不能认定它是大灭绝的“元凶”。这一疑问适合由地质年代学家来解决,他们擅长确定岩石的年龄。

    美国麻省理工学院的赛斯·伯吉斯和他的研究团队开始分析一些来自中国的岩石,它们形成于二叠纪的晚期。科学家们想通过这些古老的岩石确定西伯利亚火山喷发的准确时间。岩石包含了一些石灰岩层,它们是经历了漫长时间的沉淀后形成的沉积岩。最上层的部分最年轻。科学家们发现,在最低处的二叠纪岩层中,存在着很多动物化石,然而那些化石到了二叠纪更晚些的层面便消失了。人们由此推测,那场大灭绝发生在这两个层面所显示的年代范围中。伯吉斯等人还研究了石灰岩中的两种物质成分——碳和锆石。通过这项研究,他们推测了西伯利亚火山喷发的时间跨度。他们发现,岩石中的生物化石消失了6万年,而最后的1万年突然出现了碳的井喷式增长。三叶虫化石

    海洋的“原始记录”

    与此同时,另一组来自英国爱丁堡大学的科学家发现,在岩石中的生物化石消失的那6万年里,海洋中的酸碱度也发生了改变,他们很想知道这是为什么,尤其是最后的1万年,假若那时海水的酸碱度也发生了突变,那就能和伯吉斯他们对碳的研究联系起来了。 (张唯诚)
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