中国科学家用硫同位素分析证明深海缺氧导致二叠纪生物大灭绝

沈延安发现的硫同位素异常，与许多生物物种在大灭绝事件之前的大量减少是一致的。因此，他们提出含有大量有毒气体的厌氧海水的间歇性上涌造成了生物物种的大量减少及灭亡。

编者按：此研究再次证实了美国西北大学的雷斯金博士的类似研究：二亿五千万年前海中的甲烷爆出，造成九成海洋生物与七成五的陆地生物灭绝。在他的报告《由甲烷驱动的海洋喷发与生物大规模灭绝》，他解释在停滞的水中蓄积的甲烷气体，如何释出而导致海陆生物的大灭绝。雷斯金博士说：“如果这曾经发生，就有可能再次发生。”

二叠纪末海洋的深部海水缺氧，并且在海洋深部的某些区域富集二氧化碳及硫化氢(一种闻似臭鸡蛋气味的有毒气体)。当这些深部海水上涌到海洋的浅水地区时，就会造成海洋生物的大量灭绝。

记者27日从中国科技大学获悉，2月22日，国际著名学术期刊《自然-通讯》在线发表了该校地球和空间科学学院、中国科学院壳幔物质与环境重点实验室“千人计划”教授沈延安博士的研究论文《二叠纪末生命大灭绝过程中厌氧海水的间歇性上涌：来自硫同位素的证据》，对地球历史上最大一次生命灭绝事件的原因提出了新的地球化学证据。

古生物化石记录表明，在过去5.4亿年的地质历史中，地球上共发生了5次生物大灭绝事件。其中发生在距今2.5亿年之前的二叠纪末生命灭绝事件则代表了生命发展史中最惨烈的生物灭绝事件，造成了超过90%的海洋生物物种的消失以及大量陆地上生物的灭亡。长期以来，世界各国地球科学家对造成二叠纪末生命大灭绝事件的现象和原因进行了深入的研究，建立了许多理论与模式。沈延安教授的最新研究报道了新的地球化学证据，提出了新的生命灭绝模式，从而推动了人们对二叠纪末生命灭绝原因的认识。

在国家自然科学基金委杰出青年科学基金的资助下，沈延安教授对浙江煤山剖面进行了详细的地球化学研究。该剖面是地质时代二叠系与三叠系界限(距今约2.5亿年)的全球标准地层，世界各地要厘定这一时间间隔的精细地层都要跟煤山剖面相对比，因此称为“金钉子”剖面。沈延安教授及其同事首次精确地测定了煤山剖面的多种硫同位素组成，发现随着灭绝事件的逐渐展开，硫同位素组成随时间出现了阶段性异常。根据硫同位素分馏原理和二叠纪海洋化学组成，他们认为，硫同位素异常是厌氧海水(海水中缺少氧气)的间歇性上涌造成的。许多证据表明，二叠纪末海洋的深部海水缺氧，并且在海洋深部的某些区域富集二氧化碳及硫化氢(一种闻似臭鸡蛋气味的有毒气体)。当这些深部海水上涌到海洋的浅水地区时，就会造成海洋生物的大量灭绝。

沈延安发现的硫同位素异常，与许多生物物种在大灭绝事件之前的大量减少是一致的。因此，他们提出含有大量有毒气体的厌氧海水的间歇性上涌造成了生物物种的大量减少及灭亡。

沈延安进一步解释说，该研究成果表明，二叠纪末富集二氧化碳的大气、厌氧海水的间歇性上涌等造成了当时地球表层环境的不断恶化，从而导致生命大灭绝。这一结论对研究现代全球变化具有重要启示意义：大气中二氧化碳的不断升高有可能导致海洋缺氧，在特定的条件下将会产生一个类似于二叠纪末的海洋。如果此类海洋环境进一步恶化，将对人类的生态环境造成灾难性的破坏。

---