揭开地球第一次大灭绝背后的秘密

~ 我们都知道恐龙在一次大灭绝中死亡。但是你知道还有其他的大灭绝吗？有五次最重要的大规模灭绝，被称为“五大”，在特定的地质时期，地球上至少有四分之三的物种面临灭绝。随着全球变暖和气候变化的当前趋势，许多研究人员现在认为我们可能处于六分之一。

发现地球大灭绝的根本原因长期以来一直是科学家们的热门话题，因为了解导致过去大多数物种灭绝的环境条件可能有助于防止类似事件在未来发生。

来自雪城大学地球与环境科学系、加州大学伯克利分校和加州大学河滨分校、勃艮第弗朗什孔泰大学、新墨西哥大学、渥太华大学、科学大学和中国 科技 与斯坦福大学最近共同撰写了一篇探讨晚奥陶世大灭绝(LOME) 的论文，这是“五大洲（约 4.45 亿年前）”中的第一个或最古老的。大约 85% 的海洋物种，其中大部分生活在大陆附近的浅海中，在那段时间消失了。

加州大学河滨分校的主要作者亚历山大·波尔（现为法国第戎勃艮第弗朗什孔泰大学的博士后研究员）和他的合著者调查了灭绝之前、期间和之后的海洋环境，以确定事件是如何发生的酝酿和触发。他们的研究结果将于11 月 1 日发表在《 自然地球科学 》杂志上。

为了描绘奥陶纪时期的海洋生态系统，加州大学伯克利分校的副教授、大规模灭绝专家赛斯芬尼根说，海洋充满了生物多样性。海洋包含一些最早由动物制成的珊瑚礁，但缺乏丰富的脊椎动物。

“如果你在奥陶纪海域浮潜，你会看到一些熟悉的群体，如蛤、蜗牛和海绵，但也会看到许多其他群体，如三叶虫、腕足类动物和海百合，现在多样性非常减少或完全灭绝，”芬尼根说。

与大约 6550 万年前恐龙和其他物种突然灭绝的白垩纪-第三纪灭绝事件不同，LOME 经历了相当长的一段时间，估计在不到 50 万到近两年之间万年。

围绕 LOME 的主要争论之一是海水中缺氧是否导致了那个时期的大规模灭绝。为了研究这个问题，该团队将地球化学测试与数值模拟和计算机建模相结合。

雪城大学地球与环境科学教授 Zunli Lu 和他的学生测量了那个时期碳酸盐岩中的碘浓度，贡献了关于不同海洋深度氧含量的重要发现。碳酸盐岩中碘元素的浓度可作为地球 历史 上海洋氧含量变化的指标。

他们的数据与计算机建模模拟相结合，表明没有证据表明在大多数生物生活的浅海动物栖息地的灭绝事件期间缺氧或缺氧加剧，这意味着在奥陶纪晚期发生气候变冷加上其他因素可能是造成 LOME 的原因。

另一方面，气候建模专家亚历山大·波尔说，有证据表明，深海缺氧在同一时期扩大了，这是经典海洋氧气模型无法解释的谜团。

Pohl 说：“由于大气中的氧气优先溶解在冷水中，因此预计会因冷却而导致上层海洋氧化。“然而，我们惊讶地看到下层海洋缺氧扩大，因为地球 历史 上的缺氧通常与火山活动引起的全球变暖有关。”

他们将深海缺氧归因于海水在全球海洋中的循环。Pohl 说，要记住的一个关键点是海洋环流是气候系统的一个非常重要的组成部分。

他是加州大学河滨分校教授、高级建模师安迪·里奇韦尔 (Andy Ridgwell) 领导的团队的一员，该团队的计算机建模结果表明，气候变冷可能改变了海洋环流模式，阻止了浅海富氧水流向深海。

Lu 表示，认识到气候变冷也会导致海洋某些部分的氧气含量降低，这是他们研究的一个关键点。

“几十年来，我们领域的主流思想是全球变暖导致海洋失去氧气，从而影响海洋的宜居性，可能破坏整个生态系统的稳定，”卢说。“近年来，越来越多的证据表明，在地球 历史 上，氧气水平在寒冷气候下也出现了几次下降。”

虽然奥陶纪晚期灭绝的原因尚未完全达成一致，也不会在一段时间内达成一致，但该团队的研究排除了氧合变化作为这种灭绝的单一解释，并添加了新的数据，支持温度变化是 LOME 的死亡机制。

Pohl 希望随着更好的气候数据和更复杂的数值模型的出现，他们将能够更可靠地表示可能导致晚奥陶世大灭绝的因素。

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