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科學(xué)家發(fā)現(xiàn)生物大滅絕真相 成果登《科學(xué)》

時(shí)間:2014-2-12閱讀:781
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大滅絕的幾點(diǎn)重大新發(fā)現(xiàn)

  開始時(shí)間 化石研究將時(shí)間至2.5228億年前
  從上世紀(jì)80年代開始,中科院南京古生物研究所就開始著手二疊紀(jì)末生物大滅絕的研究,帶頭領(lǐng)導(dǎo)這個(gè)項(xiàng)目的負(fù)責(zé)人是已故古生物專家金玉玕,接著好幾位研究人員也相繼加入,沈樹忠就是其中之一,他對(duì)二疊紀(jì)末大滅絕的研究已經(jīng)十幾年了。
  化石是生命演化zui“忠實(shí)”的記錄者,想要“還原”二疊紀(jì)大滅絕,就要找到足夠的化石。為此,沈樹忠和他的研究團(tuán)隊(duì)在浙江煤山、西藏及其周邊地區(qū)20余條地質(zhì)剖面開展研究。這些剖面既有海洋環(huán)境,也有陸地環(huán)境,甚至還有海陸過渡的環(huán)境。
  細(xì)致全面的工作也給專家們帶來了他們想要的:他們?cè)谡憬荷桨l(fā)現(xiàn)了高分辨率的牙形化石帶。這種化石帶的化石長短不一,但都是相似的長方形,它們也是古生物學(xué)上用來作為劃分古生界和中生界的標(biāo)準(zhǔn)化石。研究人員還在四川的剖面上找到了火山灰的痕跡。“火山噴發(fā)形成的火山灰,沉積下來之后是可以保存的。而火山灰里的鋯石等成分可以用來測(cè)定火山噴發(fā)的時(shí)間,精度也很高。”沈樹忠說。
  此外,化石中碳同位素的變化也為大家?guī)砹?ldquo;好消息”。生物的多樣性與二氧化碳等指標(biāo)有密切關(guān)系,研究發(fā)現(xiàn)當(dāng)時(shí)地球的碳同位素在兩萬年內(nèi)出現(xiàn)千分之五的變化。在種種“證據(jù)”面前,“二疊紀(jì)末生物大滅絕”發(fā)生的時(shí)間終于得以確定2.5228億年前。

  形成原因 不是“天外來客” 是巖漿、火山、氣候共同作用
  二疊紀(jì)末生物大滅絕的原因,長期以來一直是爭論的熱點(diǎn)。2000年,金玉玕院士等人在《科學(xué)》上發(fā)表了論文,認(rèn)為是瞬間事件導(dǎo)致了生物的滅絕,因?yàn)槎B紀(jì)末期發(fā)生的生物滅絕速度太快了。所以有美、日等科學(xué)家推斷當(dāng)時(shí)有一顆小行星或者彗星猛烈地撞擊了地球,其造成的強(qiáng)烈震波瞬間殺死了上千平方公里內(nèi)的所有生物……如同6500萬年前,恐龍的滅絕一樣。當(dāng)時(shí),這種觀點(diǎn)一度風(fēng)靡一時(shí),受到媒體和民眾的普遍關(guān)注。但隨著進(jìn)一步的深入研究,真正的“兇手”逐漸浮出水面。
  “我們?cè)诖鬁缃^地層層位,發(fā)現(xiàn)了當(dāng)時(shí)的樹木大都經(jīng)過燃燒,證明天氣非常干燥,森林遭受大面積野火吞噬。”沈樹忠說,正是這些綿延不絕的野火,給位于赤道地區(qū)的以大雨羊齒為代表的熱帶雨林帶來災(zāi)難。森林的破壞又使得地表風(fēng)化加劇,地表土壤系統(tǒng)快速崩潰。
  那么海洋生物又是如何滅絕的呢?“之前我們說的碳同位素突然大幅度變化,說明大氣中的二氧化碳也出現(xiàn)劇烈變化,給生物多樣性帶來滅頂之災(zāi)。”沈樹忠?guī)椭浾?ldquo;還原”了當(dāng)時(shí)的環(huán)境:地下巖漿在經(jīng)過長期的“平穩(wěn)”之后,突然迎來了“活躍期”,大規(guī)模的活動(dòng)造成了地表甲烷釋放以及火山噴發(fā),使得大氣中二氧化碳濃度快速增加。“天氣越來越熱,海底缺氧嚴(yán)重,海洋生物們也沒能逃過這次劫難。”
  更讓人驚奇的是,通過化石研究比對(duì)發(fā)現(xiàn),大滅絕速度非???。“在上世紀(jì)80年代的時(shí)候,大家都認(rèn)為滅絕應(yīng)該是1000萬年完成的,但我們認(rèn)為這一切不會(huì)超過20萬年。”沈樹忠告訴記者,而且海洋和陸地生物滅絕是同時(shí)的,和之前普遍認(rèn)為的海洋生物滅絕快于陸地生物的理論不同。

  存活生物 “肥胖版”豆芽、毛發(fā)葉子銀杏在災(zāi)難中成功“逃生”

  二疊紀(jì)大滅絕給世界帶來的破壞是災(zāi)難性的,造成了95%海洋生物和75%陸地生物物種滅絕,并讓地球進(jìn)入了一個(gè)長達(dá)五百萬年以上的生命“蕭條”期。但即便環(huán)境再險(xiǎn)惡,仍有少數(shù)陸地和海洋物種成功活了下來。“這些物種都是抗壓能力強(qiáng)、忍耐度很高的。”沈樹忠說。

  “比如海豆芽,就是成功活下來的海洋生物。”沈樹忠打開一張圖,從外形上看,它更像是“肥胖版”的豆芽。沈樹忠告訴記者,它的“大名”叫舌形貝,是世界上已發(fā)現(xiàn)生物中歷史zui長的腕足類海洋生物,生活在溫帶和熱帶海域。

  而存活下來的陸地生物要比海洋生物多一些,該所古植物學(xué)家王軍研究員告訴記者,包括蕨類、石松類、有節(jié)類、銀杏類、松柏類延續(xù)了下來。“這些延續(xù)下來的是以大類劃分的,但每個(gè)大類只有幾個(gè)種成功活下來。”比如說古銀杏。據(jù)王軍介紹,那個(gè)時(shí)候的銀杏和現(xiàn)在的*不同,“早期的樹葉分叉很多,而且葉子和毛發(fā)的樣子差不多。”

  “雖然二疊紀(jì)末大滅絕破壞性巨大,但是也留下來巨大的生態(tài)空間。”沈樹忠說,這也為接下來的三疊紀(jì)的陸地、海洋生物,甚至為很快出現(xiàn)的地球霸主恐龍?zhí)峁┝松鷳B(tài)發(fā)展的“機(jī)遇”。

  “這次的成果并不是關(guān)于二疊紀(jì)大滅絕研究的終結(jié),”沈樹忠說,未來和大滅絕事件相關(guān)、相近的生物事件依然是他們關(guān)注的焦點(diǎn)。

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