原標(biāo)題：火山活動(dòng)可能為白堊紀(jì)末生物大滅絕背景條件

來源：光明日?qǐng)?bào)

本報(bào)南京7月22日電（記者蘇雁、通訊員姬尊雨）在距今約6600萬年前的白堊紀(jì)末期，曾發(fā)生顯生宙第五次生物大滅絕事件，從根本上重塑了地球的生態(tài)結(jié)構(gòu)，結(jié)束了超過1.5億年的恐龍時(shí)代。火山噴發(fā)和隕石撞擊，是誰導(dǎo)致了第五次生物大滅絕？目前，學(xué)界對(duì)造成該大滅絕事件的原因仍無定論。其中，印度德干玄武巖噴發(fā)導(dǎo)致該大滅絕事件是主流觀點(diǎn)之一。

在大滅絕發(fā)生前約15萬到30萬年，德干大火成巖省以侵入和噴發(fā)的方式排放了大量溫室氣體，可能導(dǎo)致全球升溫2℃到5℃，學(xué)界稱之為馬斯特里赫特期末期變暖事件。然而目前學(xué)界對(duì)該事件了解非常有限，特別是與德干火山首次噴發(fā)相關(guān)的記錄能否在陸相沉積中發(fā)現(xiàn)？馬斯特里赫特期末期變暖事件如何影響陸地生態(tài)系統(tǒng)？這兩個(gè)問題一直缺少關(guān)鍵證據(jù)。

近日，中國科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所副研究員李莎、研究員王博、研究員張海春、研究員王啟飛與天津大學(xué)教授陳玖斌、中國地質(zhì)大學(xué)（北京）教授萬曉樵等合作，利用山東省跨越白堊系/古近系界線的兩口鉆井的巖心資料，基于高精度的生物地層學(xué)、古生態(tài)學(xué)和地球化學(xué)方法，詳細(xì)研究了德干火山首次噴發(fā)在東亞的記錄以及湖泊環(huán)境和生物群對(duì)此事件的響應(yīng)。研究結(jié)果為馬斯特里赫特期末期變暖事件與德干火山首次噴發(fā)的耦合關(guān)系提供了強(qiáng)有力的證據(jù)，并表明該變暖事件對(duì)湖泊環(huán)境和生物群也造成了明顯的影響。相關(guān)研究成果7月18日在線發(fā)表于國際地學(xué)知名期刊《地質(zhì)學(xué)》。

由于火山噴發(fā)釋放大量的汞會(huì)記錄在地層中，因此汞記錄被廣泛用作火山活動(dòng)的示蹤劑。此次研究的兩個(gè)鉆孔樣品在白堊系/古近系界限之前的馬斯特里赫特期末期變暖事件期間都表現(xiàn)出強(qiáng)烈的汞富集，這表明了直接的火山排放作用。

為了探明德干火山活動(dòng)對(duì)湖泊環(huán)境和生物群的影響，研究團(tuán)隊(duì)還進(jìn)行了碳同位素和古生物學(xué)研究。膠萊盆地有機(jī)碳同位素和平邑盆地?zé)o機(jī)碳同位素同時(shí)發(fā)生強(qiáng)烈負(fù)偏，表明德干大火成巖省的主要脈沖對(duì)汞和全球碳循環(huán)有巨大影響。兩個(gè)湖泊生物群也對(duì)變暖事件有明顯的響應(yīng)，膠萊盆地和平邑盆地的輪藻、介形類成種作用明顯，生物多樣性升高。而在海洋中，浮游有孔蟲屬種卻發(fā)生部分滅絕、侏儒化、災(zāi)難物種盛行的現(xiàn)象，說明馬斯特里赫特期末期變暖事件以不同的機(jī)制同時(shí)影響了海洋和陸地的生態(tài)系統(tǒng)。

研究結(jié)果表明，德干火山活動(dòng)使地球處于相對(duì)溫暖的氣候條件，而這種變暖可能使全球生物地球化學(xué)循環(huán)更接近于溫室環(huán)境失控的臨界點(diǎn)。這可能是白堊紀(jì)末期大滅絕發(fā)生的背景條件。“研究結(jié)果為我們了解火山碳排放與溫室地球之間的關(guān)系提供了新的證據(jù)，也為理解當(dāng)今全球變暖對(duì)湖泊環(huán)境和生物群的影響提供了參考。”李莎說。

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