二叠纪末生物是怎么灭绝的?
大约2.5亿年前,地球上发生了生命进化史上最可怕的事情——绝大多数的动植物物种被灭绝。对于地球历次灾变中最大的一次,其原因至今仍然悬而未决。但是越来越多的证据表明,造成这次大灭绝的“主犯”是一次(或相邻的几次)可怕的火山大爆发,它的熔岩覆盖了西伯利亚的大片地域,在全世界范围内引发了大规模的酸雨。
发生在二叠纪末的这场灾难把地球上的生物群,从海洋中的节肢动物三叶虫到凶猛的陆上食肉爬行动物扫荡了个干干净净,它整个地改变了地球的生命史,导致了大部分生物物种的消失,但也为另一批物种创造了适宜的小生境和极大的发展空间。这些物种包括接踵而来的中生代恐龙家族。
正如在化石记录中可以见到的那些大灭绝现象一样,二叠纪末期造成的灭绝引发了人们绵延不绝的思索,目的在于找出其真正的原因。但是人们很快就遇到了困难,因为发生在那么久远以前的事件,很多可用的线索都被后来发生的地质运动破坏掉了。
即使比那晚得多的灭绝事件,包括在6500万年前结束了白垩纪并消灭了恐龙的灭绝事件,其原因也是难以确定的,而且也是引起巨大争议的,因为化石和地质学的证据往往是模棱两可和不连贯的。二叠纪末的大灭绝在年代上比白垩纪的灭绝早三倍,自然更是难以破解的难题了。
但是,这么大规模的灭绝事件肯定会留下蛛丝马迹的,科学家经过多年的努力寻找,揭露这次大灭绝的主要或根本原因的重要线索已经出现了。它源于对西伯利亚火成岩的地质构造的研究。这套火成岩(火山喷发形成的岩石),直径绵延达1050千米,形成了贝加尔湖的边界。火山熔岩的洪流形成了玄武岩的阶段梯状岩石层。
精确的测年学研究证实,广阔的西伯利亚火成岩似乎和二叠纪末的大灭绝是同时发生的,但证明这两者同时发生的有力证据却尚未发现。
生物史上的灭绝程度是用海洋动物科数灭绝的百分比来衡量的,所以更多小分类下的物种遭到减少或灭绝无法计算。海洋生物用作计算单位,是由于海洋沉积物中的化石物证比陆上化石物证保存得远为完整。以生物分类的科为统计单位是由于较大的类目比较容易测定。图中展示的动植物只是在二叠纪大灭绝中最著名的牺牲者
目前,一支跨国科学研究小组已经发现,在西伯利亚地区形成极大规模玄武岩的火山喷发是在60万年之内形成的,其开始爆发的时间是在约2.48亿年前。他们的模拟计算还表明,西伯利亚火山喷发的猛烈程度可能会把巨量的火山灰和烟尘喷射进大气层,从而长期地遮掩阳光,使地球降温,造成极地的冰盖大范围地扩展。
科学研究认为,这个时期可能发生过大规模的、急剧的全球性海平面波动,这种波动会彻底地破坏地球生物,特别是海洋生物的生存条件,所以这种情况可以解释为什么二叠纪末大灭绝对海洋生物的毁灭要比陆地生物严重得多。
此外,科学家已经发现,形成了这么大面积及厚层的西伯利亚火成岩的火山喷发一定会把大量的硫酸盐物质转变成二氧化硫气体和硫酸,继而以酸雨(含酸量会相当高)的形式降落到地球上。这种摧残,再加上气候的剧变和生存环境的破坏,终于导致了大量物种的毁灭。
为了证实这一推测,美国科学家与澳大利亚学者联手,选用超灵敏并经过仔细校准过的测量工具和技术来测定古老矿物形成的地质年代。其具体方法是测量矿物中铀和钍放射性衰减机制转变为铅的程度。
一些学者于1988年发表了自己的研究结果,他们认为,地球历史上十之八九的大灭绝事件在不同程度上都是与当时世界各地的火山熔岩大量出现相伴随的,因而这些灭绝事件可能是火山活动造成的。