新的地質化學測試證實了二疊紀末期大規模滅絕事件的原因
過去5.4億年來最嚴重的大滅絕事件消滅了地球上90%以上的海洋物種和75%的陸地物種。儘管科學家們以前曾假設,發生在2.51億年前的二疊紀末期的大滅絕是由現在西伯利亞的一個地區的大量火山噴發引發的,但他們無法解釋噴發導致如此多不同物種滅絕的機制,包括海洋和陸地上的物種滅絕。
北亞利桑那大學地球與可持續發展學院和化學與生物化學系的Laura Wasylenki副教授與中國、加拿大和瑞士的科學家合作,在《自然通訊》上發表了一篇題為”鎳同位素將西伯利亞陷阱氣溶膠顆粒與二疊紀末期大規模滅絕聯繫起來”的新論文。這篇論文介紹了Wasylenki實驗室對在加拿大北極地區收集的二疊紀晚期沉積岩進行的鎳同位素分析的結果。這些樣品具有在沉積岩中測量到的最輕的鎳同位素比率,唯一合理的解釋是,鎳來自火山地形,很可能被氣溶膠顆粒攜帶並沉積在海洋中,在那裡它極大地改變了海水的化學成分,並嚴重破壞了海洋生態系統。
Wasylenki說:”研究結果提供了強有力的證據,表明富含鎳的顆粒被氣溶膠化並廣泛散佈,既通過大氣又進入海洋。鎳是許多生物體必不可少的微量金屬,但鎳豐度的增加將推動甲烷菌(產生甲烷氣體的微生物)生產力的異常激增。甲烷的增加將對所有依賴氧氣的生命產生巨大的危害。”
Wasylenki說:”我們的數據在富鎳氣溶膠的全球擴散、海洋化學變化和大滅絕事件之間提供了一個直接的聯繫。”這些數據還表明,環境退化很可能在大滅絕事件之前就已經開始了–也許早在30萬年之前就已經開始。在這項研究之前,西伯利亞陷阱洪水玄武岩火山活動、海洋缺氧和大規模滅絕之間的聯繫是相當模糊的,但現在我們有證據表明有一個具體的殺傷機制。這一發現表明了鎳同位素分析的力量,它是相對較新的,可以解決地球科學中長期存在的問題。”
Wasylenki於2018年加入北亞利桑那大學,以前是火成岩岩石學家,後來是方解石晶體生長和生物礦化的專家。她現在專注於利用金屬穩定同位素地球化學來解決地質、環境和生物問題。她最近和目前的許多項目都研究了固體-液體界面的金屬同位素效應,特別是在金屬吸附到氧化氫礦物顆粒時。這項工作對古代和現代地球化學循環和環境金屬運輸有影響。
Wasylenki的實驗室小組,名為環境中金屬的系統實驗研究和分析(SESAME實驗室)主要研究兩個科研主題,現代和古代海洋中過渡金屬的循環和有毒重金屬的環境運輸。