二疊紀末「毒湯」是導致幾乎所有物種滅絕的主要原因
地球進化歷史中,最嚴重的一次物種大滅絕事件——二疊紀末大滅絕,許多動物死於”毒湯”,面對當前全球氣候趨暖、室溫效應等變化,這或許是一個令人深思的”現代啟示錄”。
二疊紀末大滅絕事件發生於2.52億年前,當時火山噴發釋放大量溫室氣體、全球氣溫大幅升高,伴隨的是海洋和陸地幾乎所有物種滅絕消失。 目前,美國康涅狄格大學地球科學系特蕾西·弗蘭克和克裡斯·菲爾丁教授在內的一支國際研究小組發表研究報告稱,他們發現了二疊紀末全球氣候極端變暖事件中物種滅絕的最新原因——有毒微生物大量繁殖。
在一個健康的生態系統中,微小藻類和藍藻細菌為水生動物提供氧氣,這是它們光合作用的副產物,然而一旦它們的數量失控,就會耗盡遊離氧,甚至向水中釋放毒素。 通過研究澳大利亞悉尼附近的化石、沉積物的化學記錄,研究人員發現,二疊紀末大滅絕事件的第一次火山噴發不久就發生了淡水微生物大量繁殖,一旦淡水底層食草動物或者「腐食者」死亡,就無法控制微生物,隨後淡水充滿了大量藻類和細菌,生態系統恢復可能推遲數百萬年。
弗蘭克和菲爾丁研究了遠古淡水沉積物,他們從沉積物層中收集了有關環境條件的細節線索,由此發現了二疊紀末淡水中產生的有毒物質。 他說:「我們正試圖瞭解這些植物生活在怎樣的環境中,例如:它們生活在湖泊沉積還是河流沉積中? 那麼我們就能確定有關鹽度和溫度的細節,事實上這些細節均與地球化學密切相關。 ”
“毒湯”與二疊紀末其出現的三個現象密切相關,分別是:溫室氣體釋放、高溫和豐富營養,溫室氣體釋放和高溫是由於火山頻繁爆發造成的,而豐富營養是短時期內樹木消失導致的,火山噴發導致大量木本植物消失,土壤流失進入河流和湖泊,為微生物提供了所需的全部養分。 當研究人員比較與變暖相關的大規模物種的化石記錄時,他們發現了極其相似的化石記錄,這表明在極端變暖事件中,致命的微生物大量繁殖是導致淡水物種滅絕的”累犯”。
現今人類仍在「重蹈覆轍」 近年以來淡水微生物大量繁殖,通過這項研究我們意識到洞察遠古地球科學的重要性,將為理解當代氣候變化提供關鍵背景線索。
弗蘭克說:「我們看到湖泊和淺海環境中出現越來越多的有毒藻類,它們呈爆髮式繁殖趨勢,這與全球氣候轉暖和相關植物群落變化有關,該變化導致淡水環境中營養成分增加,因此這與現今地球環境有諸多相似之處,二疊紀末期火山頻繁爆發是主要的二氧化碳來源,但現今人類活動排放的二氧化碳增加速率非常驚人,與二疊紀末期火山噴發釋放的二氧化碳增加速率相近。 ”
我們可以瞭解地球遠古時期氣候變化情況,極端情況是怎樣的,變化的速度有多快,氣候變化的原因是什麼,這為我們理解當代正在發生的氣候事件提供了重要線索。
依據2021年政府間氣候變化專門委員會(IPCC)的研究報告,人類對氣候變化的影響是”非常明確的”,併為水藻等喜溫微生物擴散繁殖提供有利條件,再加上主要來自農業和森林砍伐的水污染帶來的營養物質流失,導致大量有毒微生物繁殖,最終釀成的悲劇是——大量魚類死亡,對人類和牲畜造成嚴重影響,全年每年損失數十億美元。
二疊紀末期是尋找與現代發生氣候事件相似之處的最佳目標,另一個相似之處是,二疊紀末期氣溫上升與森林火災的大規模增加同時發生,其中一個相似之處就是火災破壞了整個生態系統,美國加州野火帶來的災難不言而喻,人們想知道,隨著此類事件越來越普遍,其帶來的長期後果會怎樣?
事實上,這些都是關於生態系統失衡的明顯癥狀,目前最新研究顯示,藻類爆發事件的影響可以持續很長時間,然而與遠古時期遭受大規模滅絕的物種不同,地球人類有機會通過保持水道清潔和遏制溫實驗室氣體排放來避免水華現象。 水華現象是指伴隨著浮遊生物的驟然大量增殖而直接或間接發生的現象。
菲爾丁說:「可怕的是,我們習慣於用幾年、甚至幾十年的時間尺度來思考問題,現實情況遠比我們想像的更嚴峻,二疊紀末期大滅絕事件用了400萬年時間才恢復過來,我們必須清醒地認識這一點。 ”