生物大滅絕的原因竟是高溫？那是怎樣的情景

中外古生物研究團(tuán)隊(duì)對(duì)距今2.52億年二疊紀(jì)末期生物大滅絕事件的原因進(jìn)行了研究，原來(lái)，“高溫”是滅絕的致命殺手！這一成果被刊登在權(quán)威的《科學(xué)》雜志上，又被媒體所廣泛報(bào)道。而高溫又是如何產(chǎn)生的呢？二疊紀(jì)末大滅絕后持續(xù)500萬(wàn)年的生物銷聲匿跡是一種怎樣的情景？大滅絕對(duì)我們又有哪些啟示？今天，我們采訪了研究者之一——中國(guó)地質(zhì)大學(xué)的賴旭龍教授，請(qǐng)他給我們?cè)敿?xì)解讀。

2.52億年前的地球高溫導(dǎo)致生物大滅絕

作為常識(shí)我們已經(jīng)知道地球經(jīng)歷了5次生物大滅絕，為什么說(shuō)距今2.52億年前二疊紀(jì)末期的滅絕事件是最大的一次？

賴旭龍：地球生命經(jīng)歷了5次生物大絕滅，第一次發(fā)生在距今4.4億年的奧陶紀(jì)末期;第二次在距今3.75億年的晚泥盆世早期;第三次在距今2.52億年的二疊紀(jì)末期;第四次在距今2.08億年的三疊紀(jì)末期;第五次在距今6500萬(wàn)年的白堊紀(jì)末期。而發(fā)生在二疊紀(jì)末期的這次全球生物大絕滅，大約有90%的海洋物種和70%的無(wú)脊椎動(dòng)物在該次事件中消失，活躍于古生代的大量生物滅絕，“種”一級(jí)生物滅絕了近96%。其他各次大滅絕所引起的海洋生物種類的下降幅度都不及其1/6，可以說(shuō)，此次滅絕程度是最為深廣的。

人是生物圈的一部分，生物滅絕這樣的大事件注定要為我們所關(guān)注。而二疊紀(jì)末這次滅絕是最大的，一定也引起了科學(xué)界極大的研究興趣，您的團(tuán)隊(duì)對(duì)這次滅絕事件的原因進(jìn)行了研究，那么造成這次滅絕的直接原因是什么？

賴旭龍：我們和英國(guó)利茲大學(xué)、德國(guó)愛(ài)爾蘭根大學(xué)-紐倫堡大學(xué)在合作研究中發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)致這次滅絕及其后的早三疊世赤道低緯度區(qū)生態(tài)系坍塌長(zhǎng)達(dá)500萬(wàn)年的主要原因是當(dāng)時(shí)的氣溫過(guò)高。

高溫是如何得出的？

賴旭龍：簡(jiǎn)單的說(shuō)，通過(guò)對(duì)牙形石氧同位素比值的計(jì)算，首次得到最為詳細(xì)和精確的二疊紀(jì)末到早三疊海洋溫度曲線，從曲線上得知赤道附近海洋表面溫度最高可達(dá)40℃，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于現(xiàn)代赤道海面溫度，無(wú)疑發(fā)生了高溫事件，接近了海洋生物死亡及光合作用停止的致命溫度值。

為什么要測(cè)定牙形石？

賴旭龍：牙形石是地質(zhì)歷史時(shí)期一種像鰻魚(yú)一樣的古代魚(yú)類的牙齒，一般個(gè)體大小為0.1毫米左右。牙形石不僅是劃分海相地層地質(zhì)年代的標(biāo)準(zhǔn)化石，由磷酸鈣組成的牙形石骨骼也很好地記錄下了古代海水的氧同位素組成。而生物骨架中的氧同位素是由形成時(shí)的環(huán)境溫度所控制的，通過(guò)牙形石標(biāo)本中氧同位素的比值研究可以恢復(fù)數(shù)億年以前的古溫度。

如何確定哪個(gè)化石或哪個(gè)地區(qū)、地層是二疊紀(jì)末期的？

賴旭龍：由于地球經(jīng)歷過(guò)多次復(fù)雜的改造和變動(dòng)，地球地質(zhì)年齡需要從地球自身的物質(zhì)記錄來(lái)探討。地質(zhì)時(shí)代的時(shí)間有相對(duì)時(shí)間(年齡)和絕對(duì)時(shí)間之分。地質(zhì)學(xué)家根據(jù)巖石沉積順序、生物演化的階段性和地質(zhì)體之間相互的關(guān)系確立了地質(zhì)歷史的相對(duì)年代，平時(shí)我們說(shuō)的寒武紀(jì)、二疊紀(jì)、侏羅紀(jì)、白堊紀(jì)等都是相對(duì)地質(zhì)年代。

例如寒武紀(jì)是三葉蟲(chóng)的時(shí)代，而在二疊紀(jì)-三疊紀(jì)時(shí)期，牙形石是最好的海相地層劃分時(shí)間的生物化石證據(jù)。另一方面，可以根據(jù)地質(zhì)體中的某些放射性元素如鈾等的衰變程度即同位素年齡來(lái)測(cè)定地質(zhì)體的“絕對(duì)”年齡(時(shí)間)，比如二疊紀(jì)與三疊紀(jì)的界線的絕對(duì)年齡通過(guò)測(cè)定，大概在距今2.52億年左右。我們?cè)谧鲞@項(xiàng)研究時(shí)，通常都是相對(duì)年齡跟絕對(duì)年齡相結(jié)合使用，即巖相，化石與同位素聯(lián)合確定這個(gè)久遠(yuǎn)的時(shí)間。地層時(shí)間確定了，我們就可以對(duì)它所呈現(xiàn)的“古信息”進(jìn)行系統(tǒng)研究。