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yexuqing木蟲之王 (文學泰斗)
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《科學》發(fā)表地大新成果：二疊紀末的超級厄爾尼諾放大滅絕效應
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《科學》發(fā)表地大新成果：二疊紀末的超級厄爾尼諾放大滅絕效應 發(fā)表時間：2024-09-25 點擊：1248次 編輯：張冰 地大新聞網(wǎng)訊 （通訊員 殷茵）9月12日，我校生物地質(zhì)與環(huán)境地質(zhì)國家重點實驗室孫亞東教授團隊在國際頂級刊物《科學》（Science）上發(fā)表論文《超級厄爾尼諾啟動二疊紀末生物大滅絕》。該論文結(jié)合沉積地球化學代用指標和復雜地球系統(tǒng)科學模式模擬，從�！獨怦詈系慕嵌冉馕龆B紀末大滅絕的啟動和發(fā)展機制。 顯生宙以來的大火成巖省（熔巖規(guī)模在百萬立方公里級）有數(shù)十個，但引發(fā)的極熱事件只有十幾個，而隨之引發(fā)的生物滅絕事件則更少，達到二疊紀末生物滅絕規(guī)模的絕無僅有。這種現(xiàn)象挑戰(zhàn)了我們對地球氣候系統(tǒng)拐點的認知。 二疊紀末海洋滅絕和陸地滅絕存在差異性機制。大洋缺氧是海洋生物滅絕的主要誘因，但對陸地生命幾乎沒有影響。全球變暖可以同時殺死海洋和陸地生物，但岡瓦納大陸上多數(shù)地區(qū)的陸地滅絕遠早于海洋滅絕和全球變暖。野火、海洋酸化、臭氧空洞、重金屬中毒等滅絕機制均不能單獨解釋二疊紀末生物大滅絕的規(guī)模，地區(qū)不均一性和海—陸異時性。 二疊紀—三疊紀之交的海陸變化匯總 短尺度的氣候變率在深時古氣候研究中涉及極少，通常隱藏在背景態(tài)氣候變化中。本文使用牙形石氧同位素古溫度計重建特提斯洋的東西緯向海溫差，并利用復雜地球系統(tǒng)科學模式模擬和沉積學證據(jù)互為驗證，建立了一個二疊紀末�！獨怦詈线^程的新模型。研究指出二疊紀末期向變率增強的新氣候態(tài)的轉(zhuǎn)變可能非常迅速，可能發(fā)生在2到8千年以內(nèi)，比海洋大滅絕開始的時間早1到7萬年。由于上二疊統(tǒng)海洋動物群保持了多樣性，一般認為海相滅絕之前沒有發(fā)生環(huán)境擾動。然而，三分之二的西伯利亞熔巖噴發(fā)發(fā)生在滅絕之前，與逐漸增強的厄爾尼諾—南方濤動活動相吻合。包括陸地森林退化、經(jīng)向環(huán)流崩潰、海洋浮游生物滅絕和珊瑚礁消亡在內(nèi)的重大危機都發(fā)生在大氣二氧化碳分壓由410ppm 翻倍至857ppm期間，并且與特提斯赤道緯度海溫梯度的下降相吻合。 因此，在二疊紀末的世界中，即使相對較小的溫室氣體排放和氣候變暖也足以使氣候進入強厄爾尼諾狀態(tài)。這導致了低緯度溫度和降水的極端化，對陸地生態(tài)系統(tǒng)造成了壓力。干旱持續(xù)時間過長，樹木無法存活，這對能夠在潮濕時期完成生命周期的植物和昆蟲中的機會主義者十分有利。在海洋中，浮游生物群的生命周期為一年以下，它們也受到了嚴重影響，但海洋生物圈的恢復能力確保了它們的生存，直到它們屈服于逐漸變暖和海洋缺氧。生物量的損失反過來又減少了碳埋藏，促成更暖的溫室和更強的厄爾尼諾。 二疊紀末厄爾尼諾3.4指數(shù)在不同大氣二氧化碳分壓強迫下的變化 未來氣候變暖是否會持續(xù)增強厄爾尼諾—南方濤動的強度和時間目前尚存激烈的爭論，但厄爾尼諾經(jīng)常導致森林退化、珊瑚白化以及鳥類和魚類大量死亡。在二疊紀末的盤古地球，隨著 pCO2 的增加，厄爾尼諾似乎變得越來越強。在2.5億年前的二疊紀與三疊紀之交，厄爾尼諾-南方濤動隨大氣二氧化碳上升不斷增強，因為厄爾尼諾現(xiàn)象導致海洋生物的滅絕滯后陸地滅絕約1到7萬年，這在地質(zhì)學上是一個很短的時間間隔，但在人類的時間尺度上卻是一個令人震驚的時間范圍。 本文以古示今，揭示了短尺度的氣候變化在氣候變暖的大背景下的環(huán)境效應被低估，為人類應對更加多變的現(xiàn)代氣候變化提供了參考。（編輯 孫彥欽 審稿 陳華文） 論文鏈接：Sun, Y., Farnsworth, A., Joachimski, M.M., Wignall, P.B., Krystyn, L., Bond, D.P.G., Ravidà, D.C.G., Valdes, P.J., 2024. Mega El Niño instigated the end-Permian mass extinction. Science 385, 1189-1195. DOI: 10.1126/science.ado2030 |
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