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【新江苏】地球“缺氧”20亿年，后来发生了一件事迎来生命大爆发
大气氧含量与生命演化之间的因果联系是最备受关注的重要科学问题之一。已有研究显示，早期地球极端缺氧，直至距今大约24亿年前后发生第一次大氧化事件，大气中的氧气达到了现代大气氧含量的1%水平以上，导致真核生物在地球上首次出现。但奇怪的是，在随后长达十几亿年的时间内大气氧含量并没有显著增加，一直到距今5.8—5.2亿年前后发生的第二次大氧化事件，大气中的氧含量才增加到现代大气氧含量的60%以上的水平，从而可能触发了动物的快速起源和寒武纪爆发。为什么在第一次大氧化事件之后，地球大气和海洋的氧化程度迟滞了近20亿年，直到5.8—5.2亿年前后才发生急剧增加呢？
针对这一科学问题，南京古生物研究所的朱茂炎研究员领导的中英合作团队开展了多年的探索。最近，他们采用多种地球化学指标并结合数学模型首次系统论证了巨大海洋溶解有机碳库（DOC）的存在是迟滞元古宙海洋彻底氧化的关键原因。
湖北宜昌南沱村埃迪卡拉纪陡山沱组剖面的碳、硫、铀、锶同位素变化
本次研究，该团队在三峡地区南坨村剖面埃迪卡拉纪陡山沱组地层（约6亿年之前）中识别出一个与地质历史上全球最大的Shuram/DOUNCE事件（陡山沱负碳同位素负偏移事件)级别相同、但持续时间更短的碳同位素负偏移事件。为了弄清这一负漂移事件发生的原因，团队开展了详细的碳、氧、硫、铀、锶等多同位素体系分析，论证了这次碳同位素负漂移事件记录的是一次由大陆风化增强导致的硫酸输入增加所触发的短暂海洋氧化事件。
埃迪卡拉纪重要的生物革新事件、海洋氧化还原状态以及铀、锶、碳同位素记录
这次的研究成果支持了该团队2019年提出的假说，即造山运动导致大量氧化剂输入增加是导致埃迪卡拉纪海洋氧化和极端碳同位素负偏移事件的主要驱动因素，为溶解有机碳库的存在是迟滞前寒武纪海洋彻底氧化的关键原因提供了直接证据。发生在埃迪卡拉纪早期的WANCE事件，可能标志着这一大型深海溶解有机碳库解体的肇始。随后多次持续时间更长、强度更大的脉冲式氧化剂输入事件，不断消耗大洋中的溶解有机碳库，促使其最终在寒武纪早期消亡，海洋变得更加氧化，为动物在寒武纪早期的大爆发（寒武纪生命大爆发）和复杂海洋生态系统的出现创造了先决条件。
新江苏·中国江苏网记者 陆子健
编辑: 陆子健
来源：新江苏·中国江苏网2021-11-29 -
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【中国科技网】最新研究：华南周边火山喷发或导致二叠纪末生物大灭绝
科技日报记者 张晔
2.52亿年前的二叠纪末生物大灭绝，是5亿年来地质历史中最严重的生物大灭绝，导致81%的海洋生物物种和约89%的陆地生物物种在短短6万年内消失。11月17日，国际知名刊物《科学进展》发表中外团队研究成果表明，华南周缘酸性火山大规模喷发导致陆地森林大火蔓延，摧毁了植被系统；火山喷出的气溶胶又让地球忽冷忽热，多数生物无法适应最终灭亡。
华南陆相剖面二叠纪-三叠纪过渡期富铜沉积物及炭屑
2.52亿年前，华南还处于热带雨林地区，海陆相生物均非常繁盛，并形成大规模森林和煤层。但在二叠纪末，却遭到重创，导致热带雨林消失、成煤作用停止、土壤系统崩溃，气候快速干旱化，我国四川、云南、贵州等地的陆相二叠系-三叠系界线剖面记录了这一灾难事件的全过程。
以往的研究认为，这次灭绝是由西伯利亚大火成岩省的基性火山喷发导致。然而，西伯利亚大火成岩省所在区域鲜有化石记录这次大灭绝，也没有可以与全球对比的沉积地球化学证据记录这次生物大灭绝。而且，西伯利亚大火成岩省开始于二叠纪末生物大灭绝事件之前约30万年，并一直持续到生物灭绝事件之后约50万年，因此，无论是大灭绝发生的时间和火山作用持续的时间，都与华南存在不一致。
华南二叠纪大灭绝期间富铜沉积形成过程示意图
南京大学沈树忠院士和南京地质古生物研究所张华研究员带领的国内外团队发现，在云贵川地区相关剖面的生物大灭绝层位，铜异常富集，超出正常情况千倍，并同时伴随有汞元素的异常、大规模炭屑沉积，铜同位素和汞同位素的异常波动等。
研究表明，这些高浓度的铜来自华南板块周边特提斯洋中大陆岩浆弧酸性火山喷出的气溶胶中富硫化物液滴的直接沉积。研究小组推算出，华南周缘的酸性火山活动最少释放超过19亿吨的铜和几十亿吨的二氧化硫，这种喷发通量是现代火山活动二氧化硫年通量的10-200倍。火山富铜矿物和陆地植被燃烧产物炭屑的同时富集保存，反映大规模的火山喷发导致了陆地森林大火盛行，摧毁了陆地植被系统；火山释放的大量富硫气溶胶穿透对流层后滞留于平流层可能导致全球百-千年尺度的“火山冬天”，这种快速降温与随后的快速升温可能比火山作用导致的长期逐渐升温对生物的影响更致命。
结合我国东部地区、昆仑山脉、金沙江流域、澳大利亚东部、南美洲西部等地区二叠纪-三叠纪之交广泛存在的大规模二叠纪-三叠纪之交酸性火山喷发记录，研究人员认为2.52亿年前特提斯洋中和泛大陆周边的大陆岩浆弧酸性火山喷发，可能是2.52亿年前这次最大的生物灭绝事件的主要凶手之一，而西伯利亚大规模基性火山喷发并非二叠纪末生物大灭绝的唯一推手。
（中科院南京地质古生物所供图）
责任编辑： 何沛苁2021-11-25 -
【扬子晚报】地球上最惨烈的大灭绝“幕后推手”是谁？南京专家找到新证据
2.5亿年前，地球上发生了规模最大的一次生物大灭绝事件——二叠纪末生物大灭绝事件。各国科学家经过多年的研究，虽然提出过多种假说，但对生物大灭绝的原因存有争议。近日，由南京大学沈树忠院士和中科院南京地质古生物研究所研究员张华领衔的研究团队，经过多年研究，揪出主要“凶手”之一——华南周缘火山活动。11月17日，相关研究成果在线发表于国际知名刊物《科学进展》上。
史上最惨烈的生物大灭绝
地球至今共经历了五次生物大灭绝事件。哪一次规模最大？那一定是发生在2.5亿年前的那次。
“当时，超过81%的海洋生物物种和约89%的陆地生物物种在短短6万年内灭绝。”张华告诉记者，地球足足花了500万年才恢复过来。
大灭绝的幕后推手是谁？一直以来争议不断。主流观点认为，这与当时的西伯利亚 " 超级火山 " 喷发有关。
火山喷发如同扣动扳机，引发连锁反应。巨量的二氧化碳不停涌入大气层，还造成海水缺氧和酸化，导致生物大量死亡。
然而，被认为是二叠纪末生物大灭绝推手的西伯利亚大火成岩省所在区域很少有化石记录的灭绝模式，也没有可以与全球对比的沉积地球化学证据记录这次生物大灭绝。最新的少量的古生物资料表明西伯利亚地区二叠纪末生物大灭绝造成的生物多样性损失并没有华南地区严重。
“而且西伯利亚大火成岩省开始于二叠纪末生物大灭绝事件之前约30万年，并一直持续到生物灭绝事件之后约50万年，西伯利亚大火成岩省有1/3的喷出岩和主体岩浆岩侵入时间均在华南的二叠纪生物大灭绝之后。”张华说，无论是大灭绝发生的时间和火山作用持续的时间，华南与西伯利亚的记录都存在不一致的现象。
华南周缘火山活动造成“火山冬天”
时光倒流到2.5亿年前，当时华南地区还是一片热带雨林。当时，陆地生物和海洋生物都很丰富，但在2.5亿年前的二叠纪末遭到重创，导致热带雨林消失、成煤作用停止、土壤系统崩溃，气候快速干旱化等环境灾变。
我国四川、云南、贵州等地的陆相二叠系-三叠系界线剖面记录了这一灾难事件的全过程。
研究团队在云贵川地区的地质岩层考察时，发现铜和汞的含量异平寻常地高，而这两种元素都和火山密切相关。经推算，华南周缘的酸性火山活动最少释放超过19亿吨的铜和几十亿吨的二氧化硫。
“这种喷发通量是现代火山活动二氧化硫年通量的10-200倍。研究人员推测，当时华南大规模酸性火山喷发导致大量铜和汞的富集，同时引起大规模野火事件，摇毁了陆地植被系统；火山释放的大量富硫气溶胶穿透对流层后滞留于平流层，可能导致“火山冬天”。
“所谓火山冬天，是指大规模火山喷发之后大气温度异常降低的现象。”张华表示，这种快速降温与快速升温可能比火山作用导致的长期逐渐升温对生物的影响更致命。“长期以来，其他地区的酸性火山作用被低估甚至忽略。”张华说，团队的研究表明，华南周缘大规模酸性火山喷发也是造成大灭绝的一个重要诱因。
扬子晚报/紫牛新闻记者 于丹丹
校对 徐珩
2021-11-25 -
【中新网】中外科研团队发现二叠纪末生物大灭绝新“凶手”
中新网南京11月18日电 (记者 杨颜慈)据中国科学院南京地质古生物研究所18日消息，经国内外科研团队多年合作研究，科学家发现华南周缘大规模酸性火山喷发亦是二叠纪末生物大灭绝的重要诱因及“凶手”。
该研究提出，2.52亿年前，特提斯洋中和泛大陆周边的大陆岩浆弧酸性火山喷发所导致的环境灾难远超以往的认识，可能是二叠纪末生物灭绝事件的主要“凶手”之一。而西伯利亚大规模基性火山喷发，并非这次大灭绝的唯一“凶手”。
该研究由中国科学院南京地质古生物研究所和南京大学等多家单位联合完成，在线发表于国际知名刊物《科学进展》(Science Advances)。
二叠纪末生物大灭绝是近5亿多年以来地质历史中发生的最严重的生物灭绝事件，导致约81%的海洋生物物种和约89%的陆地生物物种在短短6万年内灭绝。科学界普遍认为，大规模火山喷发是导致二叠纪末生物大灭绝的原因。
华南陆相剖面二叠纪-三叠纪过渡期富铜沉积物及炭屑。 南古所 供图
参与本次研究的科研人员认为，以往的研究在解释这次灭绝的原因时都归咎于西伯利亚大火成岩省的基性火山喷发，导致大量温室气体释放和快速升温、海水酸化和缺氧，而特提斯洋和其他地区的酸性火山作用通常被低估甚至忽略。
由南京大学沈树忠院士和南京地质古生物研究所张华研究员领衔的晚古生代团队与国内外合作者通过多年的合作研究，在云贵川地区的陆相二叠系-三叠系剖面生物大灭绝层位发现铜超千倍的异常富集，并同时伴随有汞元素的异常、大规模炭屑沉积，铜同位素和汞同位素的异常波动等。
大灭绝层位富铜岩石的矿物学和地球化学研究表明，这些高浓度的铜来自于华南板块周边特提斯洋中大陆岩浆弧酸性火山喷出的气溶胶中富硫化物液滴的直接沉积，从而提供了华南周边地区大陆岩浆弧的酸性火山喷发与二叠纪末陆地生态系统崩溃的时空耦合关系。
研究证明，火山富铜矿物和陆地植被燃烧产物炭屑的同时富集保存，反映大规模的火山喷发导致了陆地森林大火盛行，摧毁了陆地植被系统；火山释放的大量富硫气溶胶穿透对流层后滞留于平流层可能导致全球百-千年尺度的“火山冬天”，这种快速降温与随后的快速升温可能比火山作用导致的长期逐渐升温对生物的影响更致命。故此，华南周缘大规模酸性火山喷发亦是二叠纪末生物大灭绝的一个重要诱因。(完)
2021-11-25 -
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