大规模“灭绝”事件发生在地质“即时”事件中

蓬莱滩二叠纪-三叠纪边界层的露头照片。尼加斯

根据有关二叠纪末期大规模灭绝的最精确研究报告，杀死90％以上的海洋生物和大多数陆地物种用了不到30,000年的时间，也许只有数千年。

地球最大的物种大灭绝，也就是大约2.52亿年前发生。据一些估计，超过90％的海洋生物和大多数陆地爬行动物消失了。甚至通常具有复原力的植物和昆虫也几乎遭受灭顶之灾。但是，消灭地球上绝大多数生命花了多长时间？是什么原因导致如此大规模的死亡？

9月19日发表在《美国地质学会通报》上的一项最新研究提出了一个答案。

来自中国，美国和加拿大的科学家将来自中国南方蓬莱滩断面的七个紧密间隔的火山物质层的新高分辨率放射测年与详细的生物地层学和地球化学分析相结合。结果表明，二叠纪末大灭绝的持续时间约为31000年，按地质标准基本上是瞬时的。

大规模灭绝。麻省理工学院

“大规模灭绝可能仅发生了数千年，但目前的CA-ID-TIMS测年技术的分析不确定性使我们无法在不到30,000年的时间里获得更有意义的约束，”南京研究所的沉树中教授说。中国科学院地质与古生物研究所（NIGPAS），本文的主要作者。

研究还表明，突然灭绝可能是由西伯利亚洪水玄武岩喷发引起的，还有可能在大灭绝之前约42万年开始的局部强烈的爆炸性火山爆发。这些事件可能大大降低了二叠纪后期生态系统的稳定性，以致单个极端事件最终导致生态系统突然崩溃。

数十年来，科学家们一直在研究中国南方浙江省眉山的二叠系-三叠纪界线，作为该界线的国际参考。但是，这种“凝结的部分”（大量的时间由沉积物的小厚度表示）使得难以辨别灭绝是突然的还是逐渐的。

为了解决这个问题，沉先生和来自中国科学院，麻省理工学院，国家自然历史博物馆（华盛顿特区）和卡尔加里大学的同事将注意力集中在中国南方广西自治区的蓬莱坦地区。

蓬莱滩的沉积物沉积在热带浅水区，沉积物的堆积速度是眉山河床的100倍以上，这使得蓬莱滩的沉积物在相当的一段时间内比眉山的沉积物厚得多。换句话说，梅山仅有几厘米的岩石相当于蓬莱滩的几米沉积物。蓬莱坦的扩大部分使科学家能够以更高的时间分辨率研究二叠纪-三叠纪边界的事件。

除较高的沉积速率外，蓬莱滩剖面还具有更好的地质年代学和地层控制，以及丰富的古生物学数据，从而使人们能够研究灭绝的精细结构和同环境的扰动。

SHEN和他的同事记录了蓬莱滩上的一个丰富的晚二叠纪生物区系，至少有10个主要的海洋化石群，包括腕足动物，氨虫，海绵，珊瑚，牙形石，有孔虫，苔藓动物，双壳类和三叶虫。在该部分中识别出的66个二叠纪物种中有29个在单一火山灰富集砂岩床中或顶部消失（床141）。而且，没有二叠纪类群延伸到三叠纪早期的“生存间隔”。在床141沉积期间，这个高度逼真的海洋生态系统突然消失了。

西伯利亚圈闭火山的辐射年龄与从蓬莱潭和眉山保存的火山灰床中回收的辐射日期相吻合。日期上的重叠表明，二氧化碳，甲烷和二氧化硫等火山气体的环境影响可能是致命的。致命的温室气候变暖，海洋中溶解氧的消耗，酸雨以及重金属对大气的污染将使生活变得困难。

以前，研究该问题的科学家甚至不确定二叠纪-三叠纪边界是否存在一脉冲或两脉冲灭绝，或者某些二叠纪物种是否确实存活到最早的三叠纪河床中。这些问题无法在像梅山这样的凝结地区解决。相比之下，蓬莱滩的二叠纪沉积物含有50多个火山灰层和富含火山灰的砂岩床，可能是由华南附近火山喷发中心的火山碎屑流产生的，因此更清楚地显示了灭绝时期。从最高的二叠纪石灰岩和富含灰分的砂岩到黑色的页岩在三叠纪最下部的页岩具有厘米级规模的石灰岩夹层，沉积的突然变化清楚地表明了海洋环境的重大变化。

过去，二叠纪的灭绝与快速变暖的时代有关，这可能是西伯利亚大规模玄武岩喷发中的二氧化碳和甲烷排放所致。

整个灭绝事件的高分辨率古温度测量表明，大灭绝事件发生后立即出现了高达10摄氏度的大幅升温。沉说：“这可能解释了沉积物类型从二叠纪的石灰岩向三叠纪早期的黑色页岩的转变，表明海洋缺氧。”

气候变暖可能导致洋流减弱，同时由于天气增加和河流径流增加而将更多的养分带入海中。来自海洋表层的富氧水与更深水域的混合减少，以及养分供应的增加引发的海洋生产力的提高，可能导致有机碳沉积增加并导致海洋缺氧。

出版物：沉树中等，“华南地区二叠纪末期大灭绝”，《美国地质学会通报》，2018年； doi：10.1130 / B31909.1