工作人員在雲(yun) 南省昭通市永善縣萬(wan) 和剖麵開展野外工作。中科院南京地質古生物研究所供圖

　　在已知地球曆史上，共發生過5次全球性的大規模集群滅絕事件，發生在4億(yi) 多年前奧陶紀末的生物大滅絕是其中第一次。這次生物大滅絕持續了多長時間？1月6日，記者從(cong) 中科院南京地質古生物研究所獲悉，一個(ge) 由中國、澳大利亞(ya) 、美國等多國古生物學者組成的研究團隊新近發現，地球史上首次生物大滅絕事件僅(jin) 發生在短短20萬(wan) 年之間。相關(guan) 研究成果已發表在《固體(ti) 地球科學》上，在學界引起關(guan) 注。

　　八年探索攻克科學難題

　　奧陶紀末的生物大滅絕重創了海洋生態係統，導致當時85%的海洋生物物種滅絕。科學界普遍認為(wei) ，此次生物大滅絕與(yu) 冰川作用有關(guan) ，但其持續時間、過程和具體(ti) 發生機製等，一直沒有定論。

　　此次，科研團隊曆時8年探索，在我國華南考察了百餘(yu) 條奧陶係—誌留係界線剖麵。此次研究的主要組織者之一、中科院南京地質古生物研究所研究員詹仁斌告訴記者，在奧陶紀，如今的華南地區大多數處在深水區，形成了大量黑色頁岩，冰川影響的變化並不明顯，給研究帶來了很大的障礙。

　　但在雲(yun) 南永善縣，研究人員發現了一段連續完整的、出露良好的奧陶係—誌留係界線剖麵。“這段剖麵黑色頁岩和灰岩相互夾層，地質學上一般認為(wei) ，黑色頁岩在深水中形成，而灰岩則在淺水中才能沉積下來。因此，這個(ge) 地方記錄了當時此地水位深淺的變化，完整保留了首次生物大滅絕期間的化石沉積物記錄。”詹仁斌說。

　　更令研究人員欣喜的是，在這段24.3米的夾層剖麵內(nei) ，還保存了23層斑脫岩。詹仁斌介紹，斑脫岩由火山灰沉積而成，包含火山鋯石這種特殊礦物，其中的放射性同位素鈾會(hui) 衰變成鉛。“通過檢測其中的衰變程度，我們(men) 就可以推算出具體(ti) 的時間。”

　　以這些時間為(wei) 基礎，在詳細沉積學研究的基礎上，研究人員首次結合不同岩性的沉積速率差異，最終發現，奧陶紀末的這次大滅絕，發生在4.431億(yi) 年前到4.429億(yi) 年前的20萬(wan) 年間。

　　冰川作用引發生物滅絕

　　詹仁斌告訴記者，發生在奧陶紀末的這次生物大滅絕的原因和其他時代相比有很大差異。曆史上，地球曾經出現過多次大冰期，例如石炭紀冰期、第四紀冰期等，這些時期的冰川規模並不比奧陶紀末的規模小，但均沒有出現過生物大滅絕的情況。

　　國際同行研究認為(wei) ，奧陶紀末的冰期造成的冰蓋規模達到1.5億(yi) 立方千米，大約是今天地球南極和北極冰蓋總和的6倍以上。如此大規模的冰蓋導致全球海平麵急速下降100-150米，絕大部分海洋生物遭受了“滅頂之災”，許多門以內(nei) 的生物類群滅絕並最終被新的類群取代，寒武紀生命大爆發以來的地球生物遭遇了第一次大劫難。

　　“20萬(wan) 年在地質史上不過短短一瞬。但這次大滅絕重創了海洋生態係統，當時85%的海洋生物因為(wei) 來不及遷移或沒辦法適應新的生存環境而滅絕，原有的生物群落結構瓦解。”詹仁斌說。

　　同時，詹仁斌認為(wei) ，像這樣的生物大滅絕事件在地球上發生過數次，是自然界發展的規律。“雖然滅絕了一部分生物，但另一批新生物又將重新繁盛。地球上出現過5次大滅絕，每一次大滅絕後生物的繁盛度都遠超從(cong) 前。”

　　為(wei) 研究大滅絕成因和發生機製提供重要依據

　　對於(yu) 這次大滅絕的過程與(yu) 機製，一直存在比較大的爭(zheng) 議，其中一個(ge) 重要原因就是，與(yu) 大滅絕相關(guan) 的地層層位雖然有比較精確的生物地層控製，但長期以來一直缺乏高精度年代學限定，從(cong) 而製約了對奧陶紀末生物大滅絕時限和機製的解讀。

　　相較其他時代來說，奧陶紀的沉積比較特殊。在奧陶紀時期，有效的火山灰記錄十分有限，因此難以劃分其中的具體(ti) 時代，目前為(wei) 止，國際上較為(wei) 公認的參考年齡由數學模型計算得來，並非是根據火山灰測量出來的準確數據。

　　此次研究，團隊總共測量了23層斑脫岩，最終得出4層有效數據，為(wei) 奧陶紀具體(ti) 時代的研究提供了更加準確的數據支撐。

　　同時，此次的測量數據與(yu) 奧陶紀和誌留紀的時間界限非常接近，在野外地層僅(jin) 相差1米左右的距離，給出了這兩(liang) 個(ge) 時代界限迄今為(wei) 止最準確的一個(ge) 估算值，即距今約442.67±0.24百萬(wan) 年。

　　這一成果，為(wei) 人類精確研究奧陶紀末生物大滅絕的成因和發生機製提供了重要依據，同時也為(wei) 相關(guan) 地質年代的劃分提供了新的標尺。


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