2.52亿年前的二叠纪末大灭绝造成了约81%的海洋物种和89%的陆地物种灭绝，其主要原因被认为是西伯利亚大火成岩省的火山作用和泛大陆周缘普遍存在的俯冲带火山弧作用导致的环境变化，但不同区域陆地生态系统对这次生物灭绝事件的响应仍然有待深入。
近期，中国科学院南京地质古生物研究所硕士研究生角升林在研究员张华的指导下，通过对北方中纬度地区二叠纪–三叠纪之交燃烧来源多环芳烃（PAHs）和汞（Hg）在地层中含量变化的分析，证实了二叠纪末存在与强烈的火山作用相伴生的大规模高温野火燃烧事件，为了解该区域二叠纪–三叠纪转折期陆地生态系统的演变过程提供了重要证据。研究成果于近日发表在国际地学领域专业期刊《古地理，古气候，古生态》（Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology）。
团队通过对新疆经典陆相大龙口剖面地层进行密集采样，开展了高精度的多环芳烃和汞含量分析。研究发现多环芳烃含量随着地层深度加深出现明显的连续变化，并在二叠系–三叠系过渡层段呈现出显著富集；其多环芳烃参数指示这些化合物主要来源于热解燃烧，表明二叠纪–三叠纪之交发生了频繁的高温野火燃烧事件和强烈的土壤风化侵蚀。
结合炭屑记录和生物地层分布，团队发现陆相生态系统在该时期发生了阶段式的演替。危机前植物群主要以晚古生代类型的蕨类和种子蕨等裸子植物为主，植物群落繁盛稳定，但野火燃烧事件在增加；危机期阶段生态系统发生重大转折，植物群大幅减少，二叠纪典型的松柏类和种子蕨类植物群衰落，有机碳同位素、多环芳烃和汞含量的显著异常，表明存在强烈的火山活动和广泛的高温野火燃烧事件；危机后植物群中的二叠纪典型的松柏类和种子蕨类消失，过渡性分子和中生代草本石松类孢子多样性增加，植物量相对稀少，有机碳同位素和汞含量丰度再次显著异常，多环芳烃含量也出现巨大波动变化，表明早三叠世植物群仍处于严峻的高温干旱气候，野火事件依然存在。
此项研究得到国家自然科学基金委重大项目和中国科学院先导专项的共同资助。
论文相关信息: Jiao, S. L., Zhang, H.*, Cai, Y. F., Jin, C. F., Shen, S. Z., 2024. Polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) evidence for frequent combustion events on land during the Permian–Triassic transition in Northwest China. Palaeogeogr. Palaeoclimatol. Palaeoecol. https://doi.org/10.1016/j.palaeo.2024.112152.
大龙口剖面样品和标准样品多环芳烃的色谱质谱图和化合物结构
大龙口剖面的有机碳同位素、汞含量、二苯并呋喃含量、总多环芳烃含量、炭屑丰度和反射率以及孢粉的地层变化
二叠纪末大灭绝期间陆地-海洋系统环境变化重建
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