二叠纪末生命大灭绝及其后生命迟缓复苏新机制被提出

    中青在线讯(通讯员 杨保国 中国青年报·中青在线记者 王磊)近日，中国科学技术大学沈延安教授课题组另辟途径，对二叠-三叠纪深海化学组成的时空变化开展研究，详细采集了保存在加拿大和日本的样品，并分析其中黄铁矿的多硫同位素组成，发现二叠纪末生命灭绝之前多硫同位素的组成与现代大洋例如太平洋、大西洋的海底沉积物有根本的不同。这一同位素异常在加拿大和日本同时出现，表明泛古洋的化学分层与现代海洋有根本的区别，因此认为泛古洋的深海富含硫化氢而浅部海水富含氧气。尤为重要的是，多硫同位素组成的异常与二叠纪末生命大灭绝的时间高度一致，说明深海富含硫化氢的海水与浅海富氧海水在生命灭绝期间发生了震荡性混合。

    “硫化氢是闻起来像臭鸡蛋一样的剧毒气体，富硫化氢海水与富氧海水的震荡混合足以导致二叠纪末生命大灭绝。”论文第一作者博士后张桂洁说。相似的多硫同位素异常也伴随着其后的生命迟缓复苏，说明经历了大灭绝之后，泛古洋的化学组成以及富硫化氢和富氧海水的震荡混合仍然间歇性发生，证明了泛古洋海水的物理、化学变化在生命迟缓复苏过程中起到了重要作用。

    该研究成果近日发表在国际权威学术期刊《美国科学院院报》上。沈延安表示，现代富含硫化氢的海水一直重创纳米比亚的渔业和经济，包括墨西哥海湾、美国加州以及印度的浅海均发现含硫化氢的海水，因此该成果或是研究气候变化“将古论今”的一个例证。

    距今约2.52亿年的二叠纪末生命灭绝事件是地球历史上最惨重的灭绝事件，造成了海洋中超过80%生物物种的消亡。大灭绝事件之后，生态系统的完全恢复大约持续了5百万年。因此，研究二叠纪末生命大灭绝及其后的生命迟缓复苏，是理解生命和环境相互作用的重要窗口。

    前人关于这次生命大灭绝的研究大多围绕浅海开展，这些水深大约几百米的浅海在地球科学上称为“古特提斯海洋”，它们只占当时全球海洋的10-15%，因此认识上存在一定的局限性，特别是对地球科学上称为“泛古洋”——水深大约几千米、占当时全球海洋总面积约85-90%、覆盖了当时地球表面积约70%的深海海洋环境缺乏足够认识。这是由于绝大部分深海沉积物因后期俯冲作用很少被保存，仅存的只分布在加拿大、日本和新西兰。