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地球历史上最大规模的一次生物大灭绝,有多少物种永远消失了
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来源:上观新闻 作者:宋海军(徐蓓整理) 2020-04-16 19:07
摘要:史上规模最大的一次生物大灭绝,发生在2.5亿年前的二叠纪末。古生物学家根据化石记录进行了初步估计,当时地球上有95%的物种惨遭灭绝。

中国地质大学(武汉)教授宋海军在“一席”演讲中,讲述了地球历史上最大规模的一次生物大灭绝。以下为演讲主要内容。

在谈生物大灭绝之前,我想先问大家一个问题:现在地球上有多少种生物?实际上,一共有150万种。

这个数字听起来非常多,但其实只占地球曾经拥有的物种总数的1%。也就是说,我们地球上曾经居住着1.5亿种生物,而如今,它们中的99%都灭绝了。

到目前为止,地球历史上有过5次非常大的灭绝事件,它们分别发生在4.3亿年前的奥陶纪末、3.7亿年前的晚泥盆世、2.5亿年前的二叠纪末、2亿年前的三叠纪末以及6500万年前的白垩纪末,恐龙的灭绝就发生在最后一次。

我今天要和大家讲的是史上规模最大的一次生物大灭绝,它发生在2.5亿年前的二叠纪末。古生物学家根据化石记录进行了初步估计,当时地球上有95%的物种惨遭灭绝。

为了研究这次大灭绝事件,我们在中国各地找了很多化石,总共有500多个物种,并根据它们的年限制作了一张图表。我们发现,大部分的物种都在中间一段地层里消失了,说明这些物种都灭绝了。这段地层大约涵盖了3万年时间,也就是说在这3万年里绝大多数物种都灭绝了。而且,从地层中可以看到,这场灭绝经历了两个阶段,总共有91%的海洋物种灭绝了。这与之前古生物学家估计的95%的灭绝率是非常接近的。

像三叶虫,这是一种比较常见的化石,它在5亿年前的海洋中基本占据主导地位。但在这一次大灭绝中,三叶虫彻底消失了,以后再也没有出现过。再比如四射珊瑚,是当时主要的造礁生物,它也在这一次灭绝事件中完全消失了。我们现在海洋里的珊瑚不再是四射珊瑚,而是以六射珊瑚为主。

那么,有哪些生物幸存下来了呢?

比如,大灭绝之后发现的鱼化石,和现在的鱼长得比较相像。还有一种牙形类生物,像鱼的形状,但实际上是一种比较低等的脊椎动物。从这两种生物的体形上,我们能看出它们都是善于游泳的。

在大灭绝之前,海洋里的生物主要以固着型生物为主,它们像珊瑚一样是固着在海洋底下的,这类生物占了68%。但是大灭绝之后,游泳类的动物开始占据主导地位。为什么呢?我们初步判断,因为大灭绝时环境发生了巨大的变化,海洋条件非常差,到处都不适合生物生存。游泳的生物可以在较短的时间内逃离那些不好的环境,找到相对舒适的环境生存,所以它们幸存了下来。

还有一种比较特殊的生物,叫腕足动物。它们彻底不会游泳,通过肉茎把自己的身体固着在海底,也就是说它们一辈子只生活在一个地方。它们又是如何幸存的呢?根据研究,我们发现大灭绝前这类生物长得比较大,大的可以达到十几厘米,而大灭绝后它们变得非常小,只有1厘米左右。也就是说,它们靠“减肥”得以幸存下来,因为变得苗条以后,吃得就比较少,对氧气的需求也变得非常低,所以才能在这种极端的环境中幸存下来。

那么,是什么原因导致生物大灭绝的呢?

一种比较流行的观点是因为地外的小行星或者彗星撞击地球。这种撞击肯定会对生物带来很大的影响,比如,它会带来磁极倒转,在陆地上引发大火,在海洋中引发巨型海啸。但是,我们认为,陨石撞击的质量和速度都不够大,引发不了大灭绝。而且,小行星或者彗星撞击地球,会导致一些外星物质沉积到地球表面,但是在2.5亿年前的地层中并没有发现外星物质。

另一种比较主流的观点,认为是火山爆发引发了大灭绝。当时确实发生了一次超大规模的火山爆发,很可能是地球形成以来最大规模的陆地火山爆发。它位于俄罗斯北部的西伯利亚。它的规模有多大呢?它喷射出来的岩浆形成的岩石,占地足有150万平方公里,厚度有1000米。如果把这些岩浆铺到中国,能把整个中国铺满,而且厚度是150米。

这么巨大的火山爆发,一定对周边的生物带来了极端的影响。更为重要的是,伴随着火山爆发喷射出很多温室气体,比如二氧化碳、甲烷。这些温室气体会影响地表气候,使气候变得非常不适合生物生存,对生物带来致命的影响。

我们已经找到了有关的证据。通过提取生物体内的化学信息,我们发现,当时的平均气温在大灭绝发生时升高了10多摄氏度,也就是从灭绝前的20多摄氏度升高到了灭绝后的30多摄氏度,而且这个升温与大灭绝是完全同步的,所以很有可能是气温升高引发了这次大灭绝。

我也通过对牙形石中微量元素的研究,发现在大灭绝时海水的氧气大量减少,出现缺氧现象。这个现象和大灭绝也是同步的,这说明火山带来的气候变化对当时的生物是一个致命的打击。

栏目主编:龚丹韵 文字编辑:徐蓓 题图来源:视觉中国 图片编辑:笪曦
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