科技日报记者 张晔
发生在6600万年前的白垩纪末期大灭绝，是显生宙第五次生物大灭绝事件。这次大灭绝从根本上重塑了地球的生态系统，结束了超过1.5亿年的恐龙时代，并为哺乳动物的崛起铺平了道路。
(相关资料图)
但是，这次大灭绝的原因目前仍处于激烈争论当中。有人认为是印度德干玄武岩喷发为主要原因，也有人认为是小行星撞击导致。
近日，中国科学院南京地质古生物研究所与天津大学、中国地质大学（北京）等合作，利用山东省跨越白垩系/古近系界线的两口钻井的岩心资料，基于高精度的生物地层学、古生态学和地球化学方法，详细研究了德干火山首次喷发在东亚的记录以及湖泊环境和生物群对此事件的响应。他们认为，研究德干火山喷发与当时全球升温2–5°C有密切关系，并对湖泊环境和生物群也造成了明显的影响。相关研究成果于近日在线发表于国际地学知名期刊《地质学》。
中科院南京地质古生物所王博研究员介绍说，在大灭绝发生前约15–30万年，德干大火成岩省以侵入和喷发的方式排放了大量的二氧化碳等温室气体，可能导致了全球升温2–5°C，学界称之为马斯特里赫特期末期变暖事件。
只要能搞清楚这次变暖事件的机制和过程，就能为了解白垩纪末大灭绝的起因提供重要证据，同时也为了解碳循环与温室地球的耦合关系提供新的见解。
然而，在过去很长时间内，科学家对该事件了解非常有限，特别是缺少德干火山首次喷发相关的记录在陆相沉积的直接证据，也不知道马斯特里赫特期末期变暖事件如何影响陆地生态系统。
此次，科学家团队在山东采集的两口钻井岩心，分别代表了两种不同的沉积环境：胶莱盆地的碎屑岩沉积和平邑盆地的碳酸盐岩沉积。由于火山喷发释放大量的汞会记录在地层中，因此汞记录被广泛用作火山活动的示踪剂。两个钻孔的样品在白垩系/古近系界限之前的马斯特里赫特期末期变暖事件期间都表现出强烈的汞富集。研究表明，胶莱盆地的岩心来自地球深处，是直接的火山排放作用来源。
为了探明德干火山活动对湖泊环境和生物群的影响，研究团队还进行了碳同位素和古生物学研究。胶莱盆地有机碳同位素和平邑盆地无机碳同位素同时发生强烈负偏，表明徳干大火成岩省的主要脉冲对汞和全球碳循环有巨大影响。
同时，两个湖泊生物群对变暖事件有明显的响应，胶莱盆地和平邑盆地的轮藻、介形类成种作用明显，生物多样性升高。而在海洋中，浮游有孔虫属种则发生部分灭绝、侏儒化、灾难物种盛行的现象，说明马斯特里赫特期末期变暖事件以不同的机制同时影响了海洋和陆地的生态系统。
研究结果表明，德干火山活动使地球处于相对温暖的气候条件，而这种变暖可能使全球生物地球化学循环更接近于温室环境失控的临界点。这可能是白垩纪末期大灭绝发生的背景条件。
关键词： 火山喷发
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