三疊紀(jì)-侏羅紀(jì)之交陸地生態(tài)系統(tǒng)為何驟變——

　　我科學(xué)家證實(shí)火山活動(dòng)是主要誘因

　　本報(bào)南京1月17日電(記者蘇雁、夏靜 通訊員姬尊雨)在地球已知的歷史上，共發(fā)生過(guò)五次大規(guī)模集群滅絕事件。其中，在距今約2億年的三疊紀(jì)-侏羅紀(jì)之交發(fā)生的大滅絕事件導(dǎo)致超過(guò)80%的海生生物物種滅絕，陸生動(dòng)植物亦受較明顯影響。

　　科學(xué)界普遍認(rèn)為，這次大滅絕發(fā)生的主要原因與“中大西洋火成巖省”大規(guī)模火山熔巖噴發(fā)有關(guān)。火山活動(dòng)向大氣中排放了大量的輕碳同位素和甲烷氣體，不斷增加的二氧化碳等溫室氣體引發(fā)氣候變暖、海洋缺氧和海水酸化，并導(dǎo)致侏羅紀(jì)早期的大陸化學(xué)風(fēng)化作用不斷增強(qiáng)。但是，有關(guān)火山作用、碳同位素漂移和大陸化學(xué)風(fēng)化作用之間的內(nèi)在關(guān)系，在很大程度上是一種推斷，此前尚未得到有力的證據(jù)。

　　近日，這一推斷得到有力佐證。由中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(武漢)沈俊研究員、喻建新教授、馮慶來(lái)教授、謝樹(shù)成院士，中國(guó)科學(xué)院南京古生物研究所王永棟研究員和李麗琴博士等組成的科研團(tuán)隊(duì)，在《自然·通訊》雜志上發(fā)表了來(lái)自東亞地區(qū)的最新合作研究成果，“實(shí)錘”了造成三疊紀(jì)-侏羅紀(jì)之交大滅絕事件的主要誘因是火山活動(dòng)。

　　據(jù)論文第一作者沈俊介紹，火山活動(dòng)會(huì)引起一系列環(huán)境異常變化，首先影響的是陸地生態(tài)系統(tǒng)，但由于沉積環(huán)境等原因，在遠(yuǎn)離火山噴發(fā)的地區(qū)，如何追蹤沉積物中火山活動(dòng)的記錄一直是個(gè)難點(diǎn)。近年來(lái)研究發(fā)現(xiàn)，火山活動(dòng)是地質(zhì)歷史上最重要的自然汞源，并且汞元素能夠在大氣中進(jìn)行長(zhǎng)距離傳輸，十分有利于在大范圍的陸海地層中保存，并可以作為追蹤火山活動(dòng)蹤跡的指標(biāo)。因此，近年來(lái)汞元素被廣泛用于指示地球歷史沉積物中的古火山記錄。但在三疊紀(jì)-侏羅紀(jì)之交大滅絕事件的沉積物中，汞記錄的研究主要集中在泛大陸地區(qū)，而在遠(yuǎn)離泛大陸的特提斯東緣陸相地區(qū)的研究和記錄十分缺乏，尤其對(duì)陸相沉積物中的汞元素記錄關(guān)注度不夠。

　　研究團(tuán)隊(duì)在特提斯東緣陸相地區(qū)中，選擇了高緯度代表新疆準(zhǔn)噶爾盆地郝家溝和中低緯度代表四川盆地宣漢地區(qū)的兩個(gè)發(fā)育連續(xù)的三疊紀(jì)-侏羅紀(jì)地層剖面，采用有機(jī)碳同位素、汞元素等方法探究三疊紀(jì)-侏羅紀(jì)之交陸地沉積物中火山活動(dòng)的記錄及大陸化學(xué)風(fēng)化響應(yīng)。這些剖面遠(yuǎn)離火山噴發(fā)地區(qū)，能夠反映該時(shí)期中大西洋火成巖省(CAMP)對(duì)遠(yuǎn)離其噴發(fā)口區(qū)域的影響。

　　結(jié)果表明，這兩個(gè)剖面均顯示出明顯的汞濃度富集與碳同位素負(fù)偏，指示火山噴發(fā)對(duì)汞和碳循環(huán)有著巨大的影響。其次，該時(shí)期化學(xué)風(fēng)化的強(qiáng)度明顯加強(qiáng)，即巖石發(fā)生化學(xué)成分的改變分解強(qiáng)度加強(qiáng)。另外，火山活動(dòng)引起的化學(xué)風(fēng)化強(qiáng)度增大在高緯度地區(qū)反應(yīng)更快(類(lèi)似于現(xiàn)今地球表層的“高緯度放大效應(yīng)”)。研究還發(fā)現(xiàn)，在火山噴發(fā)后，增強(qiáng)的化學(xué)風(fēng)化作用持續(xù)了約200萬(wàn)年。陸地化學(xué)風(fēng)化加強(qiáng)對(duì)當(dāng)時(shí)大氣中過(guò)量的二氧化碳有非常重要的調(diào)節(jié)作用。化學(xué)風(fēng)化是三疊紀(jì)與侏羅紀(jì)之交火山活躍期，地球系統(tǒng)自我調(diào)節(jié)和吸收大氣二氧化碳、增加碳匯的重要手段。

　　談及研究的緣起，喻建新說(shuō)，火山噴發(fā)產(chǎn)生大量二氧化碳和人類(lèi)使用化石燃料導(dǎo)致大氣中二氧化碳濃度升高有相似性。在我國(guó)將碳達(dá)峰、碳中和納入生態(tài)文明建設(shè)整體布局的背景下，“對(duì)地質(zhì)歷史事件的深入研究，可以預(yù)示并啟發(fā)我們對(duì)現(xiàn)今全球氣候變暖等問(wèn)題的思考”。