恐龙灭绝后全球汞污染和变暖

一种独特装饰的灭绝牡蛎Agerostrea ungulata的化石标本，取自利比亚的费赞地区，遍及非洲，亚洲，欧洲和中东的部分地区。这个标本有6600万到7200万年的历史。

小行星或彗星的影响被认为是导致生物大灭绝的主要原因，该生物灭绝了6600万年前，大多数恐龙以及大约四分之三的动植物物种。

灭绝的牡蛎Exogyra costata的保存完好的贝壳，常见于美国东南部，从阿拉巴马州莫斯科兰丁附近的汤比比比河沿岸取回。这个标本有6600万到7200万年的历史。

但是印度的大规模火山喷发也可能导致了灭绝。长期以来，科学家一直在争论Deccan Traps爆发的重要性，这场爆发始于撞击之前，持续了近一百万年，并因撞击事件而中断。

现在，由密歇根大学领导的对全球化石海洋软体动物贝壳的地球化学分析正在为Deccan Traps火山爆发时的气候响应和环境汞污染提供新的见解。

研究人员从同一壳标本中发现了似乎是全球海洋变暖和汞浓度明显升高的全球信号。火山是大气中汞的最大自然来源。

双重化学指纹在撞击事件之前开始，并与Deccan Traps爆发的爆发对齐。

在密歇根大学的研究中分析了南极洲西摩岛的四个双壳类标本，显示了不同软体动物的大小范围。物种从顶部外壳顺时针命名：Lahillia larseni，南极Cucullaea，里贾斯Eselaevitrigonia regina和ellicul cucullaea ellioti。

当研究人员将古贝壳中的汞含量与弗吉尼亚州谢南多厄山谷现今工业汞污染地点收集的淡水蛤壳中的汞含量进行比较时，其含量大致相当。

研究人员得出结论，该研究的证据定于2019年12月16日发表在《自然通讯》杂志上，该证据支持Deccan Traps火山活动具有深远，持久和全球性的气候和生态影响的观点。

这项新研究的主要作者凯尔·迈耶（Kyle Meyer）表示：“我们第一次可以通过分析单一材料来洞察德干陷阱火山爆发对气候和环境的独特影响。”“令人惊讶的是，在海水温度突然变暖的信号下，完全相同的样品也显示出最高的汞浓度，而且这些浓度与现代工业汞污染严重的地点相似。”

Meyer在U-M地球与环境科学系的博士论文中进行了这项研究。他现在是俄勒冈州波特兰州立大学的博士后研究员。

在较大钻探区域下方的两个小钻孔显示了从该南极Cucullaea贝壳的umbo（铰链）区域提取样品材料的背景，背景中还有其他四个相同物种的贝壳。

汞是一种有毒的微量金属，对人类，鱼类和野生生物构成健康威胁。人为产生的汞源包括燃煤电厂和手工金矿。在弗吉尼亚州的南河工业污染现场，研究人员在那里收集了淡水蛤壳，并警告居民不要吃河里的鱼。

在一些标本中，双瓣半瓣的两个半部仍作为生命连接在一起，就像
在这个小的南极小Cucullaea标本中一样。这种海洋软体动物生活在
南极半岛北端附近的阿什洛特沿海三角洲。

“由于汞含量高，现代场所禁止捕鱼。因此，想象一下在全球范围内长达数万至数十万年的汞污染水平对环境的影响。” U-M地球化学家兼研究合著者塞拉·彼得森（Sierra Petersen）说，他是梅耶（Meyer）的共同顾问。

研究人员假设，软体动物的化石壳（主要是牡蛎和蛤等双壳类动物）可以同时记录沿海海洋温度响应和变化的汞信号，这些信号与从Deccan陷阱释放出大量的热捕集二氧化碳和汞有关。

长期存在的Deccan Traps喷发形成了印度西部的大部分地区，并以6600万年前白垩纪-古近纪（K-Pg）大规模灭绝的时间为中心。

该研究使用了在南极洲，美国（阿拉巴马州，阿拉斯加，加利福尼亚州和华盛顿州），阿根廷，印度，埃及，利比亚和瑞典收集的化石壳。研究人员使用一种最新开发的称为碳酸盐成簇同位素古温度计的技术，分析了壳状碳酸盐的同位素组成，以确定海洋温度。

来自西摩岛的白垩纪软体动物化石保存得非常好，
贝壳保留了原始的珍珠母贝材料，就像里贾纳州的这两
个标本一样。

他们还测量了保存完好的化石壳中的汞含量，并汇总了化石生物矿物残骸中保存的汞的首次深度记录。

在以前的研究中，已经从海洋沉积物中重建了环境汞的记录，从而提供了有关Deccan Traps事件发生的时间和规模的见解。但是这些记录缺乏与气候反应的直接联系。这组作者说，在这项新研究中，两种信号都存在于同一标本中-重要的是首先。

“在沉积物中已经记录了汞异常，但是在壳中从未发现过汞异常。U-M地球与环境科学系助理教授彼得森说：“能够用完全相同的材料重建气候和火山指标，这有助于我们规避许多与相对测年有关的问题。”“因此，这项研究的重大成就之一就是概念的技术证明。”

研究人员称，这项新技术有望在地质记录中的大规模灭绝和气候扰动研究中得到广泛应用。

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除了Meyer和Petersen之外，Nature Communications论文的其他作者还有U-M地球与环境科学系的Kyger Lohmann，Joel Blum，Spencer Washburn，Marcus Johnson，James Gleason，Aaron Kurz和Ian Winkelstern。该研究由美国国家科学基金会和密歇根大学斯科特·特纳奖资助。

研究中分析的贝壳标本由作者及其合作伙伴收集，或由U-M古生物学博物馆和加州大学伯克利分校的古生物学博物馆提供。