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地球首次生物大灭绝持续时间仅20万年
2020-01-09 08:13:51 来源: 科技日报
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  原标题:中外科学家携手对火山灰进行精确测年后发现

  地球首次生物大灭绝持续时间仅20万年

  科研人员在云南永善县的奥陶系—志留系界线剖面考察。中科院南京地质古生物研究所供图

  进入显生宙以来,地球一共发生过5次全球性大规模集群灭绝事件。其中,发生在4亿多年前奥陶纪末的第一次生物大灭绝,其持续时间、过程和具体发生机制一直存在争论。

  科技日报记者6日从中科院南京地质古生物研究所获悉,一个由中国、澳大利亚、美国等多国古生物学者组成的研究团队,揭开了这层神秘面纱。

  他们发现,这次生物大灭绝事件,仅发生在短短20万年之间。这一成果,为人类精确研究大灭绝的成因和发生机制提供了重要线索。相关研究成果已于近日发表在国际期刊《固体地球科学》上。

  冰川导致奥陶纪末生物大灭绝

  奥陶纪是古生代的第二个纪,气候温和,浅海分布广泛,现今1/3的陆地被浅海覆盖,海平面比现在高出400米,是地球历史海侵最严重的时代。这一时期,海生生物空前发展,腕足动物、三叶虫、珊瑚、笔石等迅速演化,原始的脊椎动物开始出现,陆地上除了很低等的植物,没有任何动物生存。

  4.49亿年前,地球进入奥陶纪晚期,正当所有生物悠哉生活的时候,显生宙第一次大冰期的出现,导致了生物大灭绝,其灭绝规模位居第二,仅次于2.5亿年前的二叠纪末生物大灭绝。

  “奥陶纪晚期的冰期和生物大灭绝交织在一起。虽然奥陶纪后发生过多次大灭绝,但这些大灭绝事件都没有明显的冰期证据,而后面也发生过几次大冰期,也没有引发大规模灭绝?!贝讼钛芯恐饕橹咧?、中科院南京古生物研究所研究员詹仁斌认为,奥陶纪末生物大灭绝非常独特。

  当时的海洋生物遭遇了灭顶之灾?!扒澈I锒陨罨肪车囊笙喽越细?,所以一旦环境发生突变,它们就难以适应,导致死亡?!闭踩时笏?,像珊瑚、腕足动物、三叶虫等生物门类的多个类群几乎全军覆灭,这次大灭绝重创了海洋生态系统,导致当时85%的海洋生物物种灭绝??蒲Ы缙毡槿衔?,导致这场灾难的罪魁祸首就是晚奥陶世的冰川事件。

  灭绝速度比想象的要快很多

  以往的定年技术不够,科学家们仅从化石着手研究,比较公认的说法是,在奥陶纪末的100万年以内,发生了这次大灭绝。

  此次,中科院南京地质古生物研究所、广州地球化学研究所、澳大利亚国立大学以及美国加州大学伯克利分??蒲Ъ易槌傻难芯客哦?,经过近8年努力,在我国华南考察了百余条奥陶系—志留系界线剖面,最终在我国云南永善县发现一个连续完整的奥陶系—志留系界线剖面。这段地层完整保留了首次生物大灭绝期间的化石沉积物记录,研究人员对其中保存的化石进行研究,并对岩层进行精确定年。

  “云南永善县发现的剖面比较特殊,近25米厚的剖面里高度凝缩了不同岩性的岩层。这些岩层主要由页岩和石灰岩组成,页岩主要是深水和较深水的沉积物,保存了笔石等生活在水体表层的漂浮生物;石灰岩在相对较浅的环境下形成,带壳的底栖生物曾在此大量繁育?!闭踩时笕衔?,这两种岩石交替堆砌,意味着当时的海水深度发生了多次规律性变化,环境动荡。

  有火山活动的地方往往就会有火山灰,火山灰中的锆石可用以测量地质年龄??翁庾樵谄拭嬷蟹⑾至?3层火山灰沉积,并在其中分析出大量锆石,经过严格筛选后测得其中四层火山灰的精确年龄。再利用国际通行的方法进行测算,最终发现,奥陶纪末的这次大灭绝,发生在4.431亿年前到4.429亿年前,将原本以为100万年的大灭绝时间间隔压缩至短短20万年。

  从100万年压缩到20万年以内,奥陶纪末生物大灭绝发生的速率要比原先想象的要快得多?!罢庖皇逼谛纬闪舜蠊婺1?,总规模达到1.5亿立方千米,是今天地球南极和北极冰盖总和的6倍以上?!闭踩时笏?。

  20万年,与人类的文明史相比是相当长的一段时间,但从地质历史角度来看不过短短一瞬。当时,全球海平面急速下降100至150米,气温下降6—8摄氏度,一系列的快速变化让海洋生物来不及适应新环境,最终对海洋生物造成了致命打击。(实习生 季天宇 记者 张 晔)

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【纠错】 责任编辑: 周楚卿
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