大约2.52亿年前,地球经历了一场空前的生命浩劫。短短数十万年间,超过80%的海洋生物和近九成的陆生脊椎动物永远消失。是什么导致了这场显生宙以来最严重的生物大灭绝?多年来,科学家们一直在寻找答案。
最近,中国科学院南京地质古生物研究所晚古生代团队博士研究生角升林在研究员张华的指导下,联合团队其他成员和南京大学以及伊朗洛雷斯坦大学同行,在伊朗西北部的岩石中找到了关键线索,首次将古特提斯洋东西两岸的“灾难记录”比对,揭示了一场全球同步的生态崩溃是如何一步步发生的。
要解开全球性谜团,不能只靠一地的证据。位于二叠纪赤道附近的古特提斯洋,其东西两岸保存了当时连续而完整的地质档案。中国的华南地区,如著名的浙江煤山剖面,早已提供了丰富的记录。而位于特提斯洋西岸的伊朗地区,同样保存着这一珍贵的记录。只有将东西两地的记录放在一起对照,才能判断这场灾难是局部的,还是全球性的。
研究团队对伊朗西北部扎尔地区一套跨越二叠纪与三叠纪界线Zal剖面开展了高精度生物标志物分析。这些被称为“生物标志物”的有机分子,源自古代生物体,稳定地保存在岩石中,能准确告诉我们当时海洋里生活着哪些微生物,陆地上又发生了什么。
分析结果清晰地显示,在二叠纪末期,伊朗地区与中国华南一样,同步爆发了三重紧密相连的环境危机。
首先,海洋表层的微生物世界发生了“改变”。原本由相对复杂的真核藻类主导的生态系统,逐渐被细菌(特别是蓝细菌)的大规模爆发所取代。蓝细菌的繁盛,通常是水体富营养化——也就是养分过剩的典型信号。
其次,海洋本身变得“窒息”且有毒。水体出现严重的分层,深层海水持续缺氧,甚至充满了硫化氢等有毒物质,变成了绝大多数海洋生物无法生存的死亡区域。
第三,来自陆地的灾难信号清晰刻录在了岩石里。科学家们检测到了由大规模野火产生的多环芳烃,以及强烈土壤侵蚀带来的特殊分子。这说明当时陆地生态系统已经崩溃。
这项研究在特提斯洋西岸(伊朗)获得与东岸(华南)高度一致的生物标志物证据链。它确凿无疑地证明,二叠纪末的生态灾难不是某个海域的局部事件,而是一场几乎同时席卷整个古特提斯洋、并可能波及全球的同步浩劫。
至此,得以构成一幅完整画面:始于西伯利亚超级火山的猛烈喷发,巨量温室气体排放导致全球急剧变暖;失控的暖化击垮了陆地植被系统,引发全球性森林大火与土壤侵蚀;野火灰烬和流失的土壤将过量营养物质冲入海洋,造成藻类(后期是蓝细菌)疯狂繁殖并消耗海水氧气;最终,广泛缺氧与硫化的有毒海水,给了绝大多数海洋生命致命一击。
这项由中国和伊朗科学家共同完成的研究,不仅解开了2.5亿年前生命大灭绝关键一环的同步性之谜,也深刻揭示了在极端气候变化下,陆地与海洋生态系统是如何脆弱地联动并最终崩溃的。它提醒我们,地球系统的记忆深远而漫长,理解过去的极端事件,正是为了更好审视当今全球变化可能带来的深远影响。
图1 伊朗Zal剖面样品气相色谱图及对应的生物标志化合物
图2 伊朗Zal剖面二叠纪-三叠纪过渡期的地球化学记录
图3 伊朗和华南二叠纪-三叠纪过渡期的地球化学记录对比
图4 晚二叠世至早三叠世海陆系统海洋缺氧和生态扰动的概念模型
本研究得到了国家重点研发计划和江苏省科技计划国际合作项目的资助。
论文相关信息:Jiao,S.L., Zhang,H.*, Arefifard,S., Cai,Y.F., Gorgij,M.N., Liu,X.Y., Ni,W., Tang,L.K., Cao,J., Shen,S.Z., 2026. Ecological disturbance and microbial community dynamics across the Permian–Triassic transition in Northwest Iran. Palaeogeogr. Palaeoclimatol. Palaeoecol. 682, 113432.
https://doi.org/10.1016/j.palaeo.2025.113432
编辑:李苒苒
校对:张 凡
审核:陈 萍
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