生物大滅絕真相解密

張唯誠

大約在2.5億年前，地球上發(fā)生了一次規(guī)模空前的生物大滅絕，它的毀滅性遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了6500萬年前那次殺死了恐龍的生物滅絕。6500萬年前的那次災(zāi)難毀滅了地球上50%的物種，而2.5億年前的那一次，陸地上至少70%的物種、海洋中96%的物種都消失了。由于那次滅絕發(fā)生在古生代終結(jié)時(shí)的二疊紀(jì)和中生代開始時(shí)的三疊紀(jì)之間，古生物學(xué)家稱之為“二疊紀(jì)-三疊紀(jì)生物大滅絕”。

在二疊紀(jì)，地球上幾乎所有陸地都聚在一起，形成了一塊被稱為“盤古”的超級大陸。這樣一塊超級大陸的形成改變了地球的氣候，使絕大多數(shù)地方變得很溫暖而且很干燥。那時(shí)的地球是生命的樂園。各種昆蟲爬行于地面，飛翔于空中，包括原始的蜻蜓和蟑螂。森林中生活著巨大的以植物為食的爬行動(dòng)物和兩棲動(dòng)物。魚類統(tǒng)治著海洋，包括模樣嚇人的盾皮魚，它們的身長可達(dá)9米。珊瑚蟲和三葉蟲是海洋中的“旺族”。

然而，一切突然間改變了……

西伯利亞火山噴發(fā)和“二疊紀(jì)-三疊紀(jì)生物大滅絕”幾乎發(fā)生在同一時(shí)期

巖石中的秘密

那次滅絕可謂鐵證如山，因?yàn)樗募?xì)節(jié)“寫”在了石頭上，那些石頭就形成于滅絕事件發(fā)生的時(shí)候，其中的化石透露了隱藏在遙遠(yuǎn)時(shí)光中的秘密。人們發(fā)現(xiàn)，在那些化石的記錄中，一些生物突然消失了，例如，三葉蟲在三疊紀(jì)的巖層中便一下子蹤跡全無。

究竟是什么導(dǎo)致了那場大滅絕呢？人們進(jìn)行了大量研究，提出了種種假設(shè)，如氣候的溫暖化、寒冷化、海水鹽分濃度的變化、棲息地的減少、海陸的變遷、超新星爆發(fā)和小行星撞擊地球，等等。20世紀(jì)90年代早期，科學(xué)家們在西伯利亞找到了大量火山噴發(fā)留下的玄武巖，那些玄武巖形成于二疊紀(jì)末期，是當(dāng)年一場大規(guī)模火山噴發(fā)的熔巖，面積達(dá)200萬平方千米。這說明，在大滅絕發(fā)生的那個(gè)時(shí)候，地球上出現(xiàn)了一次規(guī)模驚人的火山噴發(fā)事件。

在二疊紀(jì)，地球上幾乎所有陸地都聚在一起，周圍被大洋所環(huán)繞

2.5億年前，地幔中聚集著巨大的壓力，灼熱的熔巖早已蓄勢待發(fā)，這時(shí)，可能某種突發(fā)的事件觸動(dòng)了火山噴發(fā)的“開關(guān)”，這個(gè)事件究竟是什么，人們也有很多猜測，也許是某種劇烈的地質(zhì)活動(dòng)，也許是一個(gè)小行星撞擊了地球，總之，一場大噴發(fā)開始了。到處火光沖天，煙霧彌漫，被稱為洪流玄武巖的熔巖漫延開來，源源不斷，動(dòng)物們無處可逃?；鹕讲粩嗟貒姲l(fā)、停止、再噴發(fā)，這個(gè)過程延續(xù)了6萬年，留下的原始洪流玄武巖也遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止現(xiàn)在看到的200萬平方千米，它的巖漿若覆蓋整個(gè)美國，可使地面抬升1.6千米！

能夠?yàn)槟谴螠缃^提供證據(jù)和說明其規(guī)模的地方還有人們在南非的卡陸盆地找到的印跡?，F(xiàn)在的卡陸盆地是一個(gè)寸草不生的荒漠之地，但科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，3億年前的地層卻由大量洪水沖積而成的沉積物所構(gòu)成，這表明3億年前的卡陸盆地是一個(gè)非常潮濕的地方，生命曾經(jīng)盛極一時(shí)，就在緊挨著這個(gè)地層的上面卻突兀地缺乏任何生命跡象，那里的地層被科學(xué)家形容為“不毛地帶”?？懪璧氐牡貙佑∽C了二疊紀(jì)末期，地球曾一度墮入到一個(gè)生物滅絕災(zāi)難中的推斷。

海洋動(dòng)物正在失去制造貝殼的海洋環(huán)境，它們的殼很薄，變得透明

通常情況下，火山噴發(fā)會(huì)對地球環(huán)境形成程度不同的沖擊?；鹕交疑仙酱髿鈱拥母咛?，它們遮擋陽光，改變固有的天氣模式。接下來就是二氧化碳，它們隨火山噴出的氣體進(jìn)入大氣，使大氣變熱，海洋也吸收很多碳，海水因此變得更酸了。

西伯利亞火山劇烈的噴發(fā)和“二疊紀(jì)-三疊紀(jì)生物大滅絕”幾乎發(fā)生在同一時(shí)期，這難道只是巧合嗎？那場規(guī)?？涨暗拇鬁缃^是否就肇因于西伯利亞火山噴發(fā)呢？要回答這個(gè)問題，科學(xué)家必須搞清楚那次大滅絕和火山的噴發(fā)是否存在聯(lián)系，假若噴發(fā)發(fā)生在大滅絕之后，那么就不能認(rèn)定它是大滅絕的“元兇”。這一疑問適合由地質(zhì)年代學(xué)家來解決，他們擅長確定巖石的年齡。

美國麻省理工學(xué)院的賽斯·伯吉斯和他的研究團(tuán)隊(duì)開始分析一些來自中國的巖石，它們形成于二疊紀(jì)的晚期?？茖W(xué)家們想通過這些古老的巖石確定西伯利亞火山噴發(fā)的準(zhǔn)確時(shí)間。巖石包含了一些石灰?guī)r層，它們是經(jīng)歷了漫長時(shí)間的沉淀后形成的沉積巖。最上層的部分最年輕。科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，在最低處的二疊紀(jì)巖層中，存在著很多動(dòng)物化石，然而那些化石到了二疊紀(jì)更晚些的層面便消失了。人們由此推測，那場大滅絕發(fā)生在這兩個(gè)層面所顯示的年代范圍中。伯吉斯等人還研究了石灰?guī)r中的兩種物質(zhì)成分——碳和鋯石。通過這項(xiàng)研究，他們推測了西伯利亞火山噴發(fā)的時(shí)間跨度。他們發(fā)現(xiàn)，巖石中的生物化石消失了6萬年，而最后的1萬年突然出現(xiàn)了碳的井噴式增長。

三葉蟲化石

海洋的“原始記錄”

與此同時(shí)，另一組來自英國愛丁堡大學(xué)的科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，在巖石中的生物化石消失的那6萬年里，海洋中的酸堿度也發(fā)生了改變，他們很想知道這是為什么，尤其是最后的1萬年，假若那時(shí)海水的酸堿度也發(fā)生了突變，那就能和伯吉斯他們對碳的研究聯(lián)系起來了。

地球化學(xué)家馬休·克拉克森和他的團(tuán)隊(duì)來到了中東國家阿聯(lián)酋，研究那里的石灰?guī)r，那些石灰?guī)r曾經(jīng)處在二疊紀(jì)海洋的海底，它們將向科學(xué)家提供一份來自二疊紀(jì)海洋的“原始記錄”。

在海水中，硼元素以兩種不同的方式存在——硼酸和硼酸鹽，它們的含量基于酸堿度的狀況而有所不同。所以，只要確定了巖石中硼酸和硼酸鹽的比率，或者說它們的相對含量，就能計(jì)算出那些巖石形成的時(shí)候海水的酸堿度狀況了。通過這樣的方法，克拉克森等人確定了巖層中以兩種形式存在的硼的相對含量。他們發(fā)現(xiàn)，在二疊紀(jì)和三疊紀(jì)交界的地方，海洋酸堿度迅速改變，顯示當(dāng)時(shí)的海水變得更酸了。

他們還發(fā)現(xiàn)，酸性的大幅度增強(qiáng)也發(fā)生于巖石中的生物化石消失的6萬年時(shí)間段里的最后1萬年，這說明，酸性的大幅度增強(qiáng)和碳的井噴式增長是相互關(guān)聯(lián)的。由此，人們推測了當(dāng)時(shí)的情景：在西伯利亞火山噴發(fā)的前5萬年里，很多碳已經(jīng)釋放了出來，那時(shí)地球的表面已經(jīng)被加熱了。一些陸生動(dòng)物無法適應(yīng)這樣的變化走向滅絕。接下來，更具毀滅性的噴發(fā)開始了，這一階段發(fā)生在“最后的1萬年”，它是第二波，也是最后一波大噴發(fā)，其產(chǎn)生的二氧化碳造成了碳的突然性增長。某種原因?qū)е聡姲l(fā)釋放了更多的碳，其中的一種可能是，由于溫度極高，石灰?guī)r被熔化，于是釋放了其中的碳，它們隨著氣體被火山噴了出來。

災(zāi)難會(huì)重演嗎？

大量的二氧化碳釋放造成海水酸性的大幅度增強(qiáng)，給了當(dāng)時(shí)的海洋生物最后的也是最致命的一擊。假若海水的酸度過高，海洋生物的貝殼和骨骼就會(huì)受到損害，它們也難以制造新的貝殼。這種制造貝殼的過程使用鈣，被稱為“鈣化”。

但打擊并非僅僅局限于海洋中，發(fā)生在海洋中的生態(tài)災(zāi)難又波及到陸地上，一場全球性的氣候變暖和以異常天氣為特征的氣候變化使一些陸生動(dòng)物走向了滅絕。至此，“二疊紀(jì)-三疊紀(jì)生物大滅絕”的真相終于可以說大白于天下了，原來，火山噴發(fā)確實(shí)是大滅絕的“元兇”。

那場大滅絕之后，地球慢慢恢復(fù)，少數(shù)逃過了這場劫難的幸存者變成了新一輪動(dòng)植物的祖先，這其中也包括恐龍的祖先。大滅絕雖然毫不留情地摧毀了舊有的生命體系，但也為新來者開辟了道路。

不過地球的恢復(fù)期很漫長，它用了600萬年為自己療傷。到了三疊紀(jì)中期，地球上的生物群才恢復(fù)了它的多樣性，然而那已是一個(gè)完全不同的生物體系了，萬物煥然一新，生命又開始了新的旅程。

大滅絕真相的披露令科學(xué)家們非常不安，因?yàn)樗麄儼l(fā)現(xiàn)，今天海洋中的情形非常像2.5億年前的二疊紀(jì)，只是造成今天海水酸化的“元兇”不再是火山大噴發(fā)，而是人類自身。僅僅在過去250年的時(shí)間里，大氣中二氧化碳的含量就攀升了40%。在今天的海洋，動(dòng)物們正在失去制造貝殼的海洋環(huán)境，相應(yīng)的掠食者也因此正在失去它們的食物。按照目前的發(fā)展勢態(tài)，估計(jì)到2400年，地球上的海洋就會(huì)變得和大滅絕時(shí)候的海洋一樣酸。

大滅絕的真相正在告誡人類，現(xiàn)在是認(rèn)真思考拯救家園的時(shí)候了。

【責(zé)任編輯】龐 云