二叠纪末期生物大灭绝的原因

二叠纪末期生物大灭绝的原因

距今3亿年左右的二叠纪,地球经历了数十亿年的演化之后成了生命的乐园，但在二叠纪的末期,却发生了巨大的变化.科学家们发现众多的动植物化石在二叠纪末期的地层中突然奇迹般地全部失踪, 据科学家统计,有多达95%的海洋生物和70%的陆生脊椎动物在二叠纪末期惨遭灭绝,即便是人所共知的白垩纪“恐龙灭绝”事件,其规模也仅仅相当于这次灭绝事件的三分之一.

那么,究竟是什么导致了这次地球生命“大清洗”事件呢?科学家们运用各种手段对二叠纪末期的岩石进行研究,挖掘其中蕴藏的信息,以获悉当时到底发生了什么.天外来客?与地球上所有曾经发生过的灾变事件一样,科学家首先怀疑 “天外来客”—例如我们常提到“在6500万年前的白垩纪,一颗巨大的小行星击中地球,于是恐龙灭绝了”.从上世纪90年代到本世纪,一些科学家对二叠纪末期的地层岩石进行研究,发现有一种叫铱的金属元素非常富集.铱这种金属主要来自外太空,而地球上出现的铱元素富集现象通常与小天体的撞击有关.比如,科学家最早就是据此得出了白垩纪恐龙灭绝的天体碰撞成因说.很自然地,这些科学家也怀疑二叠纪末期的生物灭绝事件与小行星的撞击有关.通过进一步研究,科学家们又在二叠纪末期的地层岩石中发现了富勒烯、微粒球和冲击石英等证据,其中富勒烯是一种特殊的物质,它的结构里面包裹着一些地外气体.还有研究者在南极的格拉菲特山峰发现了一些陨石碎片,这些陨石碎片恰好夹在二叠纪末期的地层岩石中.这些证据似乎将造成二叠纪末期生物灭绝的元凶指向了外来天体的撞击.这些科学家认为,在大约2.5亿年前有一颗小行星或者彗星猛烈地撞击了地球,其威力巨大,造成的强烈震波迅速席卷全球,瞬间杀死了上千平方公里内的所有生物.更厉害的是,这次撞击激起了巨量的尘埃,这些尘埃悬浮在空中遮天蔽日,一方面造成全球气温下降,另一方面又阻碍了生物的光合作用,使整个生态系统遭到严重破坏.这必然造成生物的大灭绝.

早在上世纪90年代,科学家在西伯利亚的冻土层下面发现了绵延数千公里的火山岩,这一套岩石被称为“西伯利亚大火成岩省”.火山岩的形成自然与火山和岩浆有着最直接的联系.可以想象,在很多年前的西伯利亚,连绵数千公里的地壳被火山熔岩撕裂,岩浆如洪水般涌出,在数百万平方公里土地上肆虐蔓延,最终冷却造就了这一规模雄伟的火山岩.科学家们通过进一步研究发现,这次巨大的火山喷发事件发生在大约2.5亿年前,前后延续了100多万年.随着探索工作的进一步发展,科学家们在中国西南的峨眉山和印度西北的潘加也都发现了大规模的火成岩省,这些火山岩与西伯利亚大火成岩省的形成时间比较接近.这些大规模的火山喷发事件与二叠纪末期的生物灭绝事件在时间上也比较吻合.于是科学家自然就考虑,这些火山爆发事件跟生物灭绝事件会不会有什么关系呢?科学家们对现代和古代的一系列火山喷发事件进行了研究,了解到大规模火山爆发会对全球气候产生巨大的影响.科学家们认为,持续不断的火山喷发会把大量火山气体和火山灰带进地球大气层：一方面,大量的火山灰喷入空中,进而弥漫到全球各个地区,它们会遮挡阳光的照射,这样就阻碍了植物的光合作用,并从根本上破坏了整个地球的生物链；另一方面,火山喷出的二氧化碳气体经过长期的积累,必然造成温室效应,使地球温度持续上升；再就是火山爆发还喷出大量剧毒的二氧化硫气体,直接毒害生物,这种气体还与空气中水蒸气结合形成酸雨,落到地表和海洋中,造成生态环境的极大破坏.科学家利用这些理论提出了二叠纪末期全球生物灭绝事件的“火山成因说”.

通过计算机的模拟,科学家对“火山成因说”作了进一步的修正.新的理论认为,2.5亿年前西伯利亚火山群持续喷发仅仅影响了周边的生态系统,并没有造成全球性的影响.但是火山爆发喷出的各种火山气体在大气中的持续累积,尤其是二氧化碳对大气的入侵,造成地球上的温室效应,导致全球变暖和海水温度上升.高温的海水不利于溶解氧气,因此这个时期海洋溶解氧气的能力大大降低；火山喷发还造成大量火山灰遮蔽阳光,阻碍了绿色植物的光合作用,产出的氧气大大减少,导致大气中的氧气含量剧烈下降.这两个作用叠加,造成二叠纪末期的海洋中氧气的缺乏.在这样一个缺氧的海洋中,大部分生物很难存活,但是有些细菌却

能够在里面自得其乐.这其中有种细菌叫做“硫酸盐还原菌”,它不但能够在缺氧的海水中繁衍生息,还会产出剧毒的硫化氢气体,它们在二叠纪海洋中愉快地生活繁殖,将二叠纪末期的海洋变成一锅“大毒粥”.经过进一步累积,海洋中的硫化氢气体浓度超过一定的限度,就会释放到大气中,更进一步破坏生态环境,毒害陆生生物. 随着更多证据的发现,现在大部分科学家都相信二叠纪末期的大规模火山爆发可能是这次生物灭绝事件的源头.火山爆发向大气中喷射大量的火山灰和各种火山气体,它们直接或者间接地影响到了整个地球的生态环境,再经过一系列的连锁反应,最终导致了二叠纪末期的生物灭绝事件.