2.52億年前的二疊紀末生物大滅絕被認為是地質歷史上發生的最嚴重的生物滅絕事件。 已有的研究顯示，二疊紀末生物大滅絕事件持續約6萬年，導致81%的海洋生物物種和約89%的陸地生物物種先後滅絕。 那麼，二疊紀末生物大滅絕的導火索是什麼？

華南陸相剖面二疊紀—三疊紀過渡期富銅沉積物及炭屑

（ABC是富銅沉積物，D是炭屑化石，南京古生物所供圖）

中國科學院南京地質古生物研究所（以下簡稱南京古生物所）和南京大學等多家單位合作開展研究發現，西伯利亞大規模基性火山噴發並非二疊紀末生物大滅絕的唯一推手，特提斯洋中和泛大陸周邊的大陸岩漿弧酸性火山噴發導致的環境災難遠超以往的認識，可能是這次最大的生物滅絕事件的主要兇手之一。 相關研究成果11月17日發表於《科學進展》。

華南與西伯利亞的記錄不一致

在解釋二疊紀末生物大滅絕的原因時，此前的研究大多將其歸咎於二疊紀—三疊紀之交西伯利亞大火成岩省的基性火山噴發，因其規模最大，導致大量溫室氣體釋放和快速升溫、海水酸化和缺氧，而特提斯洋和其他地區的酸性火山作用通常被低估甚至忽略。

“儘管被認為是二疊紀末生物大滅絕推手，但西伯利亞大火成岩省所在區域卻很少有化石記錄的滅絕模式，也沒有可以與全球對比的沉積地球化學證據記錄這次生物大滅絕。” 論文第一作者、南京古生物所研究員張華告訴《中國科學報》，一些最新的古生物資料表明，西伯利亞地區二疊紀末生物大滅絕造成的生物多樣性損失並沒有華南地區嚴重。

張華指出，西伯利亞大火成岩省開始於二疊紀末生物大滅絕事件之前約30萬年，並一直持續到生物滅絕事件之後約50萬年，西伯利亞大火成岩省有1/3的噴出岩和主體岩漿岩侵入時間均在華南的二疊紀生物大滅絕之後。 “無論是大滅絕發生的時間和火山作用持續的時間，華南與西伯利亞的記錄都存在不一致的現象。”

近年來的研究顯示，二疊紀末生物大滅絕的模式和精確時間大都來自於華南的地質記錄，尤其是浙江長興煤山剖面的研究表明，這次生物大滅絕發生在兩層火山灰之間，因此，大規模火山噴發自然而然成為二疊紀末生物大滅絕原因的最流行的解釋。

張華介紹，我國現在的西南地區在2.52億年以前曾經處於熱帶雨林地區，形成大規模森林和煤層，海陸相生物均非常繁盛，但在2.52億年前的二疊紀末遭到重創，導致熱帶雨林消失、成煤作用停止、土壤系統崩潰，氣候快速乾旱化等環境災變。 我國四川、雲南、貴州等地的陸相二疊系—三疊系界線剖面記錄了這一災難事件的全過程。

大滅絕的一個重要誘因

自2010年開始，中國科學院院士沈樹忠帶領的晚古生代團隊與國內外團隊開展合作研究，在雲貴川地區的陸相二疊系—三疊系剖面生物大滅絕層位發現，銅超千倍的異常富集，並同時伴隨有汞元素的異常、大規模炭屑沉積，銅同位素和汞同位素的異常波動等。

科研團隊通過大滅絕層位富銅岩石的礦物學和地球化學研究表明，這些高濃度的銅來自於華南板塊周邊特提斯洋中大陸岩漿弧酸性火山噴出的氣溶膠中富硫化物液滴的直接沉積，從而提供了華南周邊地區大陸岩漿弧的酸性火山噴發與二疊紀末陸地生態系統崩潰的時空耦合關係。

根據地層中銅元素等的豐度和分佈範圍，科研團隊推算出華南周緣的酸性火山活動最少釋放超過19億噸的銅和幾十億噸的二氧化硫，這種噴發通量是現代火山活動二氧化硫年通量的10~200倍。

火山富銅礦物和陸地植被燃燒產物炭屑的同時富集保存，反映大規模的火山噴發導致了陸地森林大火盛行，摧毀了陸地植被系統;火山釋放的大量富硫氣溶膠穿透對流層後滯留於平流層可能導致全球百—千年尺度的”火山冬天”。 “這種快速降溫與隨後的快速升溫可能比火山作用導致的長期逐漸升溫對生物的影響更致命。” 張華說。

結合我國東部地區、崑崙山脈、金沙江流域、澳大利亞東部、南美洲西部等地區二疊紀—三疊紀之交廣泛存在的大規模二疊紀—三疊紀之交酸性火山噴發記錄，科研團隊得出結論，華南周緣大規模酸性火山噴發亦是二疊紀末生物大滅絕的一個重要誘因。