中国四川省峨眉山上的一座寺庙。周围村落里有不少峨嵋山洪流玄武岩,它们标志着瓜德鲁普统的结束。
摄影:DBIMAGES, ALAMY STOCK PHOTO
撰文:LUCY JAKUB
确信全球物种数量锐减的人们,将今天的生物多样性危机称为“第六次大灭绝”。不过,一些科学家认为,或许应该称之为“第七次”。
1982年,芝加哥大学的定量古生物学家Jack Sepkoski和David Raup评估了地球上最严重的几次大规模灭绝事件,并将它们命名为“五次大灭绝”(Big Five)。其中包括发生于二叠纪末期的那次,这也是有史以来规模最大的灭绝事件:大约2.52亿年前,95%的海洋物种消失。
然而,二叠纪末的大灭绝掩盖了过去的痕迹:距离当时仅800万年的瓜德鲁普统末期,也发生了一次灭绝事件。在过去30年里,地质学家一直在向下挖掘,直至瓜德鲁普统末期;一般认为,这次事件只是一次特别危机。现在,一些科学家认为,那次远古灭绝规模庞大,足以跻身大灭绝之列。他们建议将这一系列大规模灭绝事件更名为“六次大灭绝”(Big Six)。
纵观生命的历史,有很多次中断与挫折。但通过挑出最严重几次事件,并展开研究,地质学家可以寻找背后的发生模式和共同原因。越来越多的证据表明,多次全球灭绝事件都与海洋中氧耗竭有关,而这也是温室效应的症状之一。瓜德鲁普统末期的情况恰恰符合这一趋势。科学家担心目前的气候变化也会带来不良后果。
弗吉尼亚理工大学的海洋古生态学家、古生物学名誉退休教授Richard Bambach是Sepkoski和Raup这篇重要论文的审稿人。他说:“我认为坚守着5这个数字是不对的。”看看那次的百分比,二叠纪末期更像是所有生命都消失了。但Bambach表示,瓜德鲁普统末期的那次事件也对生物多样性造成了巨大的危害。
“仔细观察原始数据,你就会发现,瓜德鲁普统末期的物种灭绝实际上比二叠纪时期更严重。”
熔岩洪流
中国西南部的峨嵋山暗色岩标志着瓜德鲁普统的结束,这源于2.6亿年前海洋中喷发的熔岩,总量超过100万平方公里。这一事件带来了大量甲烷和二氧化碳,严重破坏了当时的气候环境,杀死了多达60%的海洋物种。它们大部分生活在超级大陆周围的热带浅水水域。
全世界都有所谓峨嵋山暗色岩这样的洪流玄武岩,它们出现的时间与五次大灭绝一致。纽约大学的地质学家Michael Rampino说:“这是一对一的关系。”
但研究大灭绝的地质学家并非总在寻找洪流玄武岩。20世纪80年代,自Luis和Walter Alvarez提出小行星撞击导致非鸟类恐龙灭绝的假设后,无数地质学家团队开始苦苦寻找导致其他几次大灭绝的小行星撞击证据,可惜无功而返。
一无所获的Rampino很快把目光投向了洪流玄武岩,他指出,印度德干地盾的形成时间与希克苏鲁伯陨石撞击、白垩纪末期灭绝的时间差不多。二叠纪末期也出现了更大的西伯利亚地盾。
“我从支持小行星撞击地球,变成了支持火山喷发,”Rampino说。在过去十年里,他的研究集中在洪流玄武岩与其他几次大灭绝、海洋氧耗竭以及酸化的相关性上。
20世纪80年代,研究这种相关性很困难,因为当时测定化石和岩石年代的技术还不太成熟。但在过去5年里,科学家借助先进的放射性年代测定法,可以更加精准地确定地质事件发生的时间。锆石铀铅定年法取代了不那么准确的氩-氩定年法,并将误差从过去的数百万年缩小到几千年,极大地提高了数据分辨率。
借助新技术,地质学家可以自信地说,瓜德鲁普统末期的十万年内(这在地质学上只是一瞬间)火山喷发,与化石记录中的灭绝危机同时发生。
在最近发表于《历史生物学》的一项研究中,Rampino和南京大学的合著者沈树忠把峨嵋山暗色岩的最新数据与瓜德鲁普统末期生态问题严重性的分析结合在一起,证明它属于六次大灭绝。
研究团队认为,瓜德鲁普统末期的生态系统发生了巨变。原本遍布海洋的巨型珊瑚和海绵礁全面崩溃,其他碳酸钙外壳的生物也难免于难,这些外壳在酸化的海水中溶解了。巨型软体动物彻底消失,它们的外壳突出,宛若外星巡洋舰;很多鹦鹉螺一样的头足类动物,即菊石也灭绝了。
古生物学家对陆地上的伤亡情况知之甚少,但其中有一群体型硕大、头骨厚重的原始哺乳动物:恐首龙灭绝。危机过后,无种子蕨类植物被有种子裸子植物所取代,比如针叶树和银杏。
校订记录
新计算还弄清了物种在整体化石记录中首末次出现时间。研究人员引用了2016年的一项研究,其中认为,由于年代不准确,很多在瓜德鲁普统灭绝的物种,被误认为是二叠纪末期,导致后者的规模被夸大成95%的海洋物种消失,实际上这个数字可能接近80%。
Bambach指出,对于瓜德鲁普统末期生态问题严重性的评估,他有一些怀疑。瓜德鲁普统时期,全球海平面降至最低点,物种灭绝后回升,这意味着在古生物学家接触到的岩石中,只保留了相对较少的瓜德鲁普统时期的珊瑚。
“某些生态系统的消失可能只是记录的质量或数量方面的原因,”他说。中国是个例外,沈树忠一直在测定二叠纪时期海洋化石的年代,并完善瓜德鲁普统时期的生物情况。
不过,Bambach最终还是同意Rampino和沈树忠的观点:将瓜德鲁普统末期大灭绝加入“五次大灭绝”。“它的确不亚于另外几次灭绝事件。”
(译者:Sky4)
来源:国家地理中文网(官V)