脫氧作用導致的古生態滅絕警示當今的海洋危機已迫在眉睫
科學家有了一個令人驚訝的發現,為海洋脫氧(缺氧)在地球歷史上最具破壞性的滅絕事件之一中所扮演的角色提供了新的線索。他們的發現對當今的生態系統產生了影響,並警告海洋環境可能比表面上更脆弱。《自然地球科學》的一項研究表明,海洋缺氧對三疊紀-侏羅紀時期的海洋滅絕有重大影響,目前的脫氧水平與過去相似。這項發現凸顯了海洋生態系對當地和全球環境變化的敏感度。
科學家發現海洋缺氧在三疊紀-侏羅紀大規模滅絕中發揮關鍵作用,這表明即使是局部缺氧也可能導致廣泛的生態系統崩潰。這項研究強調了在脫氧現像日益嚴重的情況下了解當前海洋生態系統脆弱性的重要性。
令人驚訝的是,研究表明,全球的euxinia(缺氧條件的一種極端形式)的範圍與現在相似。
Micha Ruhl 教授對在北愛爾蘭拉恩盆地鑽探的卡達夫岩心(此處研究)進行取樣。圖片來源:都柏林三一學院
大規模滅絕的歷史背景
地球歷史上曾發生過幾次重大的大規模滅絕,其間全球生態系崩潰,物種滅絕。過去所有的滅絕事件似乎都與全球氣候和環境擾動同時發生,這些擾動通常導致海洋缺氧。因此,海洋缺氧被認為是當時海洋滅絕的一個可能原因,假設更廣泛的脫氧現象會導致更大規模的滅絕事件。
由來自英國皇家霍洛威學院的科學家領導的國際研究小組,其中包括都柏林三一學院自然科學學院(愛爾蘭)以及烏得勒支的科學家,他們利用從北愛爾蘭和德國的鑽孔中獲得的古代泥岩沉積物的化學資料大學(荷蘭)能夠將與三疊紀-侏羅紀大規模滅絕相關的兩個關鍵面向連結起來。
從拉恩盆地(北愛爾蘭)鑽探的Carnduff-2 岩心中獲得的大約2.01 億年前沉積物的岩心樣本,顯示了三疊紀-侏羅紀全球大滅絕後不久生活在海底的一種動物的外殼。圖片來源:都柏林三一學院Micha Ruhl 教授
研究團隊發現,當時歐洲大陸邊緣淺海環境的脫氧脈衝與這些地方滅絕程度的增加直接同時發生。
更重要的是,在進一步調查中,研究團隊也發現,全球極端脫氧的程度相當有限,與現今類似。
三一自然科學學院助理教授兼研究小組成員Micha Ruhl 表示:「科學家長期以來一直懷疑海洋脫氧在海洋生態系統的擾動中發揮著重要作用,這可能導致海洋環境中的物種滅絕。對過去極端環境變化時間間隔的研究確實表明情況確實如此,這給我們提供了有關當地以及全球生態系統應對氣候強迫的潛在臨界點的重要教訓。然而,至關重要的是,目前的研究結果表明,即使全球脫氧程度與當今相似,缺氧條件的局部發展以及隨後局部滅絕率的增加也可能導致大範圍或全球生態系統崩潰和滅絕,即使是在脫氧反應並沒有發生。”
Micha Ruhl 教授在實驗室。圖片來源:都柏林三一學院
Ruhl解釋說:「這表明全球海洋生態系統變得脆弱,即使只有大陸邊緣的局部環境受到干擾。了解這些過程對於評估當今生態系統的穩定性和相關的食物供應至關重要,特別是在全球改變暖和大陸養分流失增加導致海洋脫氧預計將顯著增加的世界中。”
對過去全球變遷事件(例如三疊紀和侏羅紀時期之間的過渡)的研究使科學家能夠理清全球氣候和環境變遷的後果,並限制控制地球生態系統臨界點的基本地球系統過程。