環(huán)境

芙蓉龍的埋藏環(huán)境

芙蓉龍是一類(lèi)奇特的帶背帆、無(wú)牙的假鱷類(lèi)主龍類(lèi)。1970年，研究者在湖南桑植發(fā)掘出相對(duì)完整的芙蓉龍頭骨及頭后骨骼，隨后經(jīng)研究報(bào)道，并初步命名，認(rèn)為化石時(shí)代是中三疊世拉丁期，化石層位(巴東組)為瀉湖相沉積。有關(guān)巴東組的地質(zhì)年齡爭(zhēng)議頗大，后有學(xué)者研究認(rèn)為其為安尼期。近年來(lái)，經(jīng)過(guò)在原產(chǎn)地的持續(xù)發(fā)掘，發(fā)現(xiàn)所有化石埋藏于約30厘米厚的巖層中，出露面積約90平方米。這批原地保存的骨骼數(shù)量超過(guò)1000塊，其中約1/4是相互關(guān)連的。骨骼保存較好，表面沒(méi)有啃咬、踩踏及蟲(chóng)蝕痕跡，骨骼埋藏前基本沒(méi)有風(fēng)化?；瘜邮侨绾涡纬傻模康貙臃治鲋甘驹摰貐^(qū)時(shí)為溫暖半干旱地區(qū)泛濫平原上的池塘。化石層位上下發(fā)育泥裂、保存葉肢介化石和含鈣質(zhì)結(jié)核的古土壤指示了周期性的干旱與濕潤(rùn)交替的環(huán)境。據(jù)此推測(cè)芙蓉龍可能因干旱大量死亡，隨后被雨季的洪水短距離搬運(yùn)至池塘中并被迅速掩埋。（PALAIOS 2018，33：106-124）

世界最大珊瑚礁群的命運(yùn)

珊瑚礁由死亡珊瑚蟲(chóng)的碳酸鈣質(zhì)外骨骼沉積而成，為多種海洋生物提供棲息地，被比作海中的熱帶雨林。位于澳大利亞?wèn)|北海域的大堡礁，由數(shù)以千計(jì)的獨(dú)立礁石和島嶼組成，覆蓋范圍約34萬(wàn)平方公里，是世界最大最長(zhǎng)的珊瑚礁群。近期，研究者在大堡礁南部一個(gè)名為"獨(dú)樹(shù)島"的小珊瑚島做實(shí)驗(yàn)，在流過(guò)珊瑚礁群落的海水中加入二氧化碳，增加海水酸度，發(fā)現(xiàn)珊瑚"鈣化進(jìn)程"即碳酸鈣堆積減緩34%。他們兩年前做過(guò)相反實(shí)驗(yàn)，在海水中加入抗酸劑后，珊瑚會(huì)加速"鈣化進(jìn)程"。這一發(fā)現(xiàn)證明二氧化碳排放會(huì)嚴(yán)重減緩珊瑚礁生長(zhǎng)，因此引起很多環(huán)保人士的擔(dān)憂，他們認(rèn)為當(dāng)前人類(lèi)活動(dòng)導(dǎo)致的環(huán)境變化比歷史上更為劇烈，全球珊瑚礁都面臨嚴(yán)重威脅，很難預(yù)料大堡礁能否挺過(guò)這次危機(jī)。（Nature 2018 555：516-519）

然而，近期另外的研究者在大堡礁的16個(gè)地點(diǎn)鉆取巖芯，分析3萬(wàn)年來(lái)大堡礁的變化。結(jié)果顯示，在距今3萬(wàn)年至2.2萬(wàn)年的末次冰期期間，海平面下降使露出水面的珊瑚大量死亡，導(dǎo)致大堡礁兩次毀滅。冰期最盛、天氣最冷時(shí)，海平面比如今低約120米，幸存的珊瑚蟲(chóng)隨著海水下移，重新繁衍。另外三次毀滅發(fā)生在末次冰期結(jié)束后，氣候變暖使海平面回升，加上進(jìn)入海水的泥沙增加，珊瑚蟲(chóng)接收到的陽(yáng)光減少，共生藻類(lèi)的光合作用效率降低，給珊瑚礁帶來(lái)新的災(zāi)難，必須向淺水區(qū)遷移，尋找新的生存空間。分析還顯示，沉積物增加對(duì)珊瑚礁的威脅特別大。泥沙使海水渾濁、阻隔陽(yáng)光，沉積物附著在珊瑚礁表面，會(huì)破壞珊瑚并致其死亡。當(dāng)前，人類(lèi)活動(dòng)正使大量泥沙從陸地進(jìn)入海洋，且氣候變暖導(dǎo)致海水升溫的速度比歷史上快得多，也有可能加速大堡礁再次滅亡。但大堡礁可能比人們認(rèn)為的更頑強(qiáng)，殘存的珊瑚蟲(chóng)總能適應(yīng)新環(huán)境、重建珊瑚礁。（Nature Geoscience 2018，11：426-432）

"大陸風(fēng)化"與二疊紀(jì)末大滅絕

長(zhǎng)期以來(lái)，國(guó)際學(xué)界對(duì)二疊紀(jì)與三疊紀(jì)之交的生命大滅絕原因一直存在很大爭(zhēng)議，學(xué)者們?cè)岢?"天體撞擊 "、"大規(guī)?；鹕絿姲l(fā) "、"海底可燃冰的快速分解 "、"海水缺氧"等多種假說(shuō)和解釋?zhuān)唧w的驅(qū)動(dòng)機(jī)制和環(huán)境因素尚未形成統(tǒng)一認(rèn)識(shí)。近期，研究者系統(tǒng)測(cè)定了全球二疊至三疊界線的"金釘子"剖面——中國(guó)浙江煤山剖面的鋰同位素組成，并通過(guò)動(dòng)態(tài)模型計(jì)算，重建了這一重大地質(zhì)歷史時(shí)期海水的鋰同位素組成及其變化趨勢(shì)。研究表明，在滅絕事件發(fā)生前夕，海水的鋰同位素組成發(fā)生了顯著的降低，這一特征一直持續(xù)到早三疊世初，指示了當(dāng)時(shí)快速增強(qiáng)的全球性的大陸風(fēng)化作用。同時(shí)，海水的鋰同位素變化時(shí)段與地質(zhì)歷史時(shí)期最大規(guī)模的火山作用——西伯利亞大火成巖省的噴發(fā)時(shí)間高度吻合，表明這一時(shí)期全球性風(fēng)化作用的突變很可能源自于西伯利亞火山的大規(guī)模爆發(fā)。研究者認(rèn)為，巨量的基性溢流玄武巖噴發(fā)至地表、火山噴發(fā)造成的溫室氣體濃度急劇升高、全球性的酸雨氣候等為全球性陸地風(fēng)化作用增強(qiáng)提供了必要的條件。迅速增強(qiáng)的大陸風(fēng)化作用能夠?qū)⒌乇砭蘖康碾x子和營(yíng)養(yǎng)鹽輸送至海洋，從而引發(fā)海水的富營(yíng)養(yǎng)化和海洋酸化，進(jìn)而導(dǎo)致海水缺氧、透光帶降低等危及當(dāng)時(shí)海洋中生命生存的環(huán)境系統(tǒng)，這一效應(yīng)積累到海洋生命所能承受的閾值后，最終引發(fā)海洋生態(tài)系統(tǒng)的崩潰并造成二疊紀(jì)末生命在短時(shí)間內(nèi)大量滅絕。（PNAS 2018，doi/10.1073/pnas.1711862115）

古海洋氧化事件與最早大型真核生物的演化

距今18億-8億年前的時(shí)期一直被認(rèn)為是地球歷史上比較沉寂的時(shí)期，地球表層巖石圈、大氣圈、水圈和生物圈維持在近乎不變的"穩(wěn)定"狀態(tài)。有科學(xué)家認(rèn)為，該時(shí)期的大氣氧含量甚至可能低于現(xiàn)代氧氣水平的0.1%。但隨著越來(lái)越多該時(shí)期真核生物化石的發(fā)現(xiàn)，特別是15.6億年前大型多細(xì)胞真核生物的發(fā)現(xiàn)，使得有關(guān)"早期真核生物演化與地表環(huán)境變化是否存在必然聯(lián)系"的爭(zhēng)論更加激烈。近期，研究者通過(guò)對(duì)天津薊縣剖面約16億-15.5億年前的古海洋沉積碳酸鹽巖開(kāi)展詳細(xì)的地球化學(xué)研究，有效提取了當(dāng)時(shí)的古海水地球化學(xué)信息。研究發(fā)現(xiàn)，中元古代古海洋是一個(gè)持續(xù)氧化的動(dòng)態(tài)演化過(guò)程，氧化事件起始于約15.7億年前。而且目前已知可靠的、最早的大型多細(xì)胞真核生物化石發(fā)現(xiàn)于我國(guó)燕山山脈大約15.6億年前的高于莊組沉積地層中，稍晚于本研究發(fā)現(xiàn)的古海洋氧化事件的起始時(shí)間。薊縣剖面16億-15.5億年前碳酸鹽巖中記錄的古海洋氧化事件的發(fā)現(xiàn)，推翻了該時(shí)期"持續(xù)低氧"的傳統(tǒng)認(rèn)識(shí)，而且也有力地證明了早期真核生物演化與地表環(huán)境變化存在內(nèi)在聯(lián)系，升高的氧氣含量是真核生物演化的必要條件。（Nature Geoscience 2018，11：345-350）