原標題：火山活動可能為白堊紀末生物大滅絕背景條件

來源：光明日報

本報南京7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)系提供了強有力的證據(jù)，并表明該變暖事件對湖泊環(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)釋放大量的汞會記錄在地層中，因此汞記錄被廣泛用作火山活動的示蹤劑。此次研究的兩個鉆孔樣品在白堊系/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對湖泊環(huán)境和生物群的影響，研究團隊還進行了碳同位素和古生物學(xué)研究。膠萊盆地有機碳同位素和平邑盆地無機碳同位素同時發(fā)生強烈負偏，表明德干大火成巖省的主要脈沖對汞和全球碳循環(huán)有巨大影響。兩個湖泊生物群也對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制同時影響了海洋和陸地的生態(tài)系統(tǒng)。

研究結(jié)果表明，德干火山活動使地球處于相對溫暖的氣候條件，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。這可能是白堊紀末期大滅絕發(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)，也為理解當今全球變暖對湖泊環(huán)境和生物群的影響提供了參考。”李莎說。

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