中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)沈延安課題組以高精度鎳 (Ni) 同位素分析為主要手段對(duì)加拿大北極地區(qū)的晚二疊 - 早三疊地層進(jìn)行了系統(tǒng)研究，提出西伯利亞大火成巖省噴發(fā)產(chǎn)生的含鎳氣溶膠是二疊紀(jì)末生命大滅絕的重要因素這一新觀點(diǎn)。相關(guān)研究成果近日發(fā)表于學(xué)術(shù)期刊《自然 - 通訊》(Nature Communications)。
最近的精確年齡測(cè)試表明，西伯利亞大火成巖省在二疊紀(jì)末生命大滅絕事件的 30 萬年之前就已經(jīng)開始噴發(fā)，因此大火成巖省的噴發(fā)和生命滅絕的成因聯(lián)系成為地球生物學(xué)領(lǐng)域未解的重要科學(xué)問題。
中國(guó)科大研究認(rèn)為，西伯利亞大火成巖省的噴發(fā)形成了大量含 Ni 的氣溶膠，它們經(jīng)過全球大氣環(huán)流的傳輸沉降至海洋和陸地。Sverdrup 盆地的 Ni 同位素組成清晰地記錄了從火山噴發(fā)、大氣傳輸?shù)胶Ｑ蠡瘜W(xué)組成變化這一系統(tǒng)過程 (下圖)。Ni 是海洋生物的重要營(yíng)養(yǎng)元素之一，因此含 Ni 氣溶膠的大量沉降提高了海洋的初級(jí)生產(chǎn)力，同時(shí)大量消耗了海水中的氧氣，其造成的環(huán)境惡果是海洋的缺氧和酸化。大量含 Ni 氣溶膠的沉降也造成了陸地生物生長(zhǎng)環(huán)境的惡化，因?yàn)檫^量的 Ni 不利于植物的光合和呼吸作用、限制植物的生長(zhǎng)及其多樣性，最后導(dǎo)致植物的死亡。該研究不僅證明了 Ni 在改變海洋和陸地環(huán)境方面的重要作用，而且為西伯利亞大火成巖省噴發(fā)和全球環(huán)境變化之間的成因聯(lián)系搭建了橋梁。
沈延安介紹稱，在過去 5.4 億年以來地球上共發(fā)生了五次生命大滅絕事件，該項(xiàng)研究是首次應(yīng)用 Ni 同位素解析生命滅絕過程中的劇烈環(huán)境變化。
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