我国科学家提出4.4亿年前地球生命大灭绝新机制

4.4亿年前,地球上的生命大规模灭绝,导致大约85%的动物物种消失。国际学术界对灭绝的原因已经争论了30多年。最近,中国科技大学沈燕安研究小组采用了一种新的研究方法,认为火山爆发引起的气候剧变是物种灭绝的真正原因。这项研究对分析现代全球气候变化也具有指导意义。国际权威学术期刊《自然通讯》最近公布了研究结果。

自从5亿多年前寒武纪大爆发以来,地球上已经发生了5次大规模的生物灭绝,第一次发生在4亿年前的奥陶纪末期。那时,所有的动物都生活在海里,无脊椎动物如鹦鹉螺、笔石、珊瑚等空前繁荣,但大规模灭绝事件导致约85%的物种消失。根据传统研究,当时地球进入了冰河期,冰河期结束后,由于气温上升导致海洋缺氧。气候剧变的“两个行动”导致了大规模灭绝。

然而,越来越多的证据表明,奥陶纪末期的“两幕”式灭绝与国际学者争论的冰川形成和融化时间并不完全一致。

最近,沈燕安的研究小组提出了一个新想法。他们在华南大规模灭绝的同时发现了黄铁矿,并对黄铁矿中的硫同位素进行了高精度分析。他们提出了一种新机制,引发并推动了生命的大规模灭绝。

他们的研究发现,奥陶纪末期的火山爆发将大量二氧化硫和硫化氢输送到20公里的高空,到达平流层,形成以硫酸盐为主的“气溶胶层”。

“简而言之,气溶胶层将‘捕获’太阳的热量,使地球变冷。然而,一段时间后,气溶胶层中的硫酸盐将“降落”到地面,火山释放的温室气体将占主导地位,这也将使地球迅速变暖沈亚男说,正是“一冷一热”的反复交替导致了生命的灭绝。然而,“一冷一热”产生的不同化学反应会随着酸雨沉降到地球表面,并储存在岩石中,成为人们追溯和解决亿万年后难题的“钥匙”。

卫星观测表明,在过去的50年里,地球大气层平流层中的硫酸盐浓度不断增加。一些人认为它是由人类活动引起的,另一些人认为它是由现代火山爆发引起的。沈燕安认为,高精度硫同位素分析可以为找出原因和对策提供手段。

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