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陆相生物大根除一致,中内化学家商讨注脚二叠

发布时间:2019-07-13 08:40编辑:www.599588.com浏览(102)

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    科研人员介绍,过去二、三十年来关于这次大灭绝的研究,很多以浙江长兴煤山、四川广元上寺等经典地层剖面为研究对象,取得了一系列重要进展。但上述剖面都存在一个明显的缺陷,即地层异常凝缩。以煤山剖面为例,生物大灭绝事件从开始到结束的整个过程,仅保存在约36厘米的地层中,而且可能存在多个沉积间断。

    相关成果发表在国际地学期刊《三古》(Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology),该研究得到国家自然科学基金的支持。

    相关论文信息:Zhang, H., Cao, C.Q., Liu, X.L., Mu, L., Zheng, Q.F., Liu, F., Xiang, L., Liu, L.J., and Shen, S.Z., 2015. The terrestrial end-Permian mass extinction in South China. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology.

    “研究不仅证实了先前浙江煤山、广元上寺以及伊朗地区等凝缩剖面二叠—三叠纪之交古海水温度变化的结果,也进一步佐证了西伯利亚大规模火山喷发及同期华南地区周缘岩浆活动造成了环境剧变,并继而导致生物大灭绝的发生。”沈树忠说。

    全球范围内大缺氧事件被认为是导致二叠纪—三叠纪之交生物大灭绝事件的可能原因之一。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后向雷等通过对川北广元上寺剖面二叠纪—三叠纪界限附近层段样品进行了铁组分、微量元素研究,发现该剖面沉积水体最缺氧、富集H2S的层段出现在早长兴阶Clarkina wangi牙形石带上部到C. subcarinata牙形石带中下部,而在C. subcarinata上部至C. changxingensisC. yiniC. meishanensisHindeodus changxingensis 等长兴阶中晚期牙形石带,其沉积水体的缺氧程度总体上逐渐减弱,并且紧邻事件层及事件层内,其氧化层段出现频率明显增加。由此可以看出,缺氧事件在上寺剖面与生物大灭绝事件出现的层段不吻合。与此同时,通过对上寺剖面TOC、古生产力相关的微量元素指标的研究,发现早长兴阶最缺氧时期同时也是初级生产力最繁盛的阶段,而在长兴阶中晚期及整个生物灭绝事件层,初级生产者产生的有机质不足以完全消耗掉沉积水体中的溶解氧,从而有机矿化作用亦不足以维持长时间的深盆缺氧环境。通过对上寺剖面的干酪根氮同位素研究,还发现PTB附近海洋氮循环模式的转变与牙形石氧同位素记录的海水升温事件具有较好的同步性。这一现象表明PTB附近的全球升温事件所引发的大洋循环模式和速率变化,深刻改变了这一时期古特提斯洋的氮循环模式、海洋生态系统的营养结构及食物链。

    中国科学院南京地质古生物研究所晚古生代团队成员、副研究员张华等最近通过对华南地区一系列陆相二叠-三叠系界线剖面的有机碳同位素、陆相化石的地层分布、沉积岩相的变化以及岩性的颜色等进行综合研究以后,认为我国华南地区陆地与海洋生物大灭绝同时发生,华南地区二叠-三叠系过渡相的卡以头组就记录了陆相生物大灭绝的全过程,主要表现在卡以头组中大量植物化石的消失、植被和土壤系统的快速崩溃、有机碳同位素的大规模负漂和气候的快速干旱化等。

    该研究成果为进一步精细破解二叠纪末生物大灭绝的持续时间、环境背景及其灭绝原因等提供了重要契机。

    广元上寺剖面PTB附近层段样品铁组分、微量元素等变化

    二叠纪-三叠纪海相、陆相生物大灭绝综合对比

    高分辨率地球化学数据显示,生物大灭绝发生之前,碳同位素存在多期幅度约为2–3‰的动荡起伏,且每次起伏都对应于约3–5°C的温度变化及火山凝灰岩沉积,表明该时期火山活动对于古环境存在持续影响。最大幅度的快速升温事件,海水温度升高约6–8°C,发生于最厚的一层火山凝灰岩沉积顶部。

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    沈树忠称,二叠纪正常海洋生态系统的崩溃过程记录于一层约2.3米厚的火山碎屑沉积之中,按照平均沉积速率计算,这一火山事件沉积可能不到3000年,整个灭绝过程按照最保守的估计,也就在3万年左右。蓬莱滩剖面的研究还表明二叠纪末生物大灭绝后幸存分子极少,这次灾难以后不同沉积环境背景下的幸存程度也很不同。

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    二叠纪末发生了地质历史时期最大的生物灭绝事件,地质记录表明在这一大灭绝的层位有明显的碳同位素变化、温度升高、海洋酸化等一系列地球化学指标的异常,从而表明当时地球大气和海洋等均发生了明显的环境恶化,因此,这些环境变化理应在海陆相沉积中均有表现。然而,长期以来有关海陆生物大灭绝是否同时发生存在重大分歧,这一问题还影响认识陆相地层中二叠-三叠系界线的位置以及我国南方长期以来存在争论的卡以头组的归属问题。

    通过对剖面中多层火山凝灰岩的高精度铀-铅同位素定年和精细的生物地层研究,科研人员将二叠纪末生物大灭绝事件的发生时间,精确卡定在距今约251.939±0.031百万年,生物大灭绝发生的过程非常截然。

    广元上寺剖面PTB附近层段样品总有机碳、磷、氮同位素等变化

    相关研究近期在国际地学期刊《三古》(Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology)在线发表。

    www.599588.com 4图为科研人员在蓬莱滩剖面考察。南古所供图 中国科学院南京地质古生物研究所9月21日发布消息:由该所与美国麻省理工学院、中国科学院广州地球化学研究所研究人员组成的国际合作团队,通过对广西来宾蓬莱滩“舒展型”二叠—三叠系剖面开展的系统研究,证实了二叠纪末生物大灭绝为一次突发性事件。

    相关论文信息:Lei Xiang, S.D. Schoepfer, Hua Zhang, Dong-xun Yuan, Chang-qun Cao, Quan-feng Zheng, C.M. Henderson, Shu-zhong Shen, 2016. Oceanic redox evolution across the end-Permian mass extinction at Shangsi, South China. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology.

    距今约2.5亿年前的二叠纪末生物大灭绝,是地球生命历史中最具灾难性的生物灭绝事件,造成90%以上的海洋生物和约75%的陆地生物灭绝。

    由中国科学院南京地质古生物研究所沈树忠院士、美国麻省理工学院JahandarRamezani博士和中国科学院广州地球化学研究所陈军博士等组成的国际合作团队,对广西来宾蓬莱滩“舒展型”二叠—三叠系剖面开展了系统研究,与煤山剖面相比较,该剖面相应地层的沉积速率要快100倍以上。

    相关成果在线发表于《美国地质学会通报》(GSABulletin)。此项研究得到中国科学院战略性先导科技专项、前沿科学重点研究计划项目的支持。

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