约6600万年前的白垩纪末生物大灭绝从根本上重塑了地球的生态系统，结束了超过1.5亿年的恐龙时代，并为哺乳动物的崛起铺平了道路。目前，该大灭绝的原因仍处于激烈争论当中，印度徳干玄武岩喷发和小行星撞击是两个主流观点。其中，德干玄武岩喷发对全球古环境、古气候的影响是当前学界研究热点之一。
近日，中国科学院南京地质古生物研究所副研究员李莎带领研究团队与中国地质大学（北京）教授万晓樵等合作，对白垩纪/古近纪（K/Pg）界线附近的海相和陆相地层中的汞记录进行了综合对比。研究人员整合了分布于全球各地26个关键剖面和钻孔资料，发现德干玄武岩喷发导致K/Pg界线之前或界线处的汞值呈对数正态分布，与显生宙其他大灭绝事件界线处的汞数据具有相似的趋势。相关研究成果发布在地球科学综合性期刊《地球科学评论》（Earth-Science Reviews）。
由于汞同位素可以为追踪汞源提供有效信息，研究人员在胶莱盆地（中国）、松辽盆地（中国）、Meghalaya（德干高原地区）、StevnsKlint（丹麦）和Bottaccione（意大利）剖面和钻孔中，发现奇数汞同位素的非质量分馏信号（Hg-MIF）接近于0，认为其与火山活动从地幔带来的汞有关；在平邑盆地（中国）、Bidart（法国）、Padriciano（意大利）和Bajada del Jag el（阿根廷）的剖面和钻孔中，Hg-MIF偏正，主要代表二价汞沉积，与二价汞的光致还原过程有关；而在Jhilmili（德干高原地区）剖面，Hg-MIF偏负，推测与陆源输入有关。
研究结果发现，全球分布的剖面/钻孔的汞记录与徳干火山活动的前两幕相对应：包括第一幕德干玄武岩喷发事件，时间约为66.3至66.15Ma；第二幕德干玄武岩喷发事件，时间约为66.1至66.0 Ma。其中，白垩纪末期变暖事件（LMWE）与第一幕德干玄武岩喷发事件相关，变暖事件对气候变化和生物危机具有全球影响，例如K/Pg界线之前海洋有孔虫的部分灭绝。然而，德干火山活动第三幕（约65.9至65.8Ma）和第四幕（约65.6至65.5 Ma）的汞记录尚未发现。
白垩纪末期大灭绝是一场复杂的灾难事件，是由德干火山活动引起的重大气候波动和海洋酸化开始的，并且可能因希克苏鲁伯小行星撞击的影响而加剧。研究结果为我们了解气候变化与生物演化的关系提供了新的证据，也为理解当今全球气候变化对海洋和湖泊环境和生物群的影响提供了参考。
此项研究获得了国家自然科学基金委和中国科学院青年创新促进会的资助。
论文相关信息：Li, S.*, Grasby, S.E., Xing, Y., Jarzembowski, E.A., Wang, Q., Zhang, H., Wan, X. and Wang, B., 2023. Mercury contents and isotope ratios in marine and terrestrial archives across the Cretaceous/Paleocene boundary. Earth-Science Reviews: 104635. https://doi.org/10.1016/j.earscirev.2023.104635.
汞示踪徳干大火成岩省的全球记录
徳干玄武岩喷发事件在全球26个海相、陆相地层中记录的汞值（1417个汞数据）呈正态分布的趋势、汞值和部分剖面汞同位素值的范围
德干玄武岩喷发汞同位素变化模式图（杨定华绘制）
徳干玄武岩喷发事件在全球海相、陆相地层中的汞记录对比
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