地質學家的工作猶如今日偵查犯罪的偵探,最新的研究資料讓科學家們有足夠的證據偵破地球歷史上最大的滅絕災難- 二疊紀末大滅絕事件 (Permian–Triassic extinction event)。

來自中國和俄羅斯之岩石分析證明造成大滅絕的罪魁禍首是一系列大規模的火山噴發,2 億5200 萬年前發生在俄羅斯西伯利火山爆發是地質史上已知最大規模的火山爆發之一,留下厚重的暗色岩,而中國科學院也發現四川省的眉山暗色岩也是同一地質時間之巨大火山爆發所形成的。

透過沉積岩石周邊詳細量測,一個跨國研究團隊在 2013 年12月美國地球物理聯合會上發表了此一火山爆發所造成之破壞的電腦模擬,

此一影響巨大之火山噴發,在今日留下了西伯利亞暗色岩 (Siberian Traps) 的地質紀錄, 大噴發歷時不到 1 萬元年,但留下的地球上最大的火成岩,廣達 300 萬立方公里體積熔岩所形成的火成岩。約有超過 96 % 的海洋生物和 70% 的陸地物種在二疊紀末期滅絕,嚴重程度超過因小行星撞擊造成恐龍與當時 85 % 生物滅絕的白堊紀末滅絕事件。在二疊紀末的滅絕事件讓三葉蟲滅亡,許多古生代華麗的海洋生物,如菊石,海百合,鯊魚,硬骨魚類和陸地上的爬蟲類動物也遭受重創。

美國麻省理工學院地球化學研究人員塞斯·伯吉斯 (Seth Burgess) 表示: “我們找出了西伯利亞暗色岩形成的時間與大滅絕的發生之前的岩漿活動狀況。”

出自美國印第安納州蒙哥馬利郡之古生代石炭紀 Macrocrinus mundulus 海百合

過去有許多造成二疊紀末滅絕事件的學說,包含了西伯利亞大規模火山噴發,彗星撞擊,氣候變化和超級大陸 - 盤古大陸的形成。每項推論都需要跟量測古老岩石形成的時間點扯上關係,量測是否精準經常是爭議之所在,因此過去科學家們無法用單一原因解釋此一滅絕事件。塞斯·伯吉斯表示 : “二疊紀末的大滅絕與巨大火成岩之間關係並不是一種新的假說,但生物大滅絕發生之時間點與岩漿活動時間點之間的重疊時段,過去存在著許過多的不確定性。"

塞斯·伯吉斯的研究團隊運用,解析度更高之鈾- 鉛測年技術重新量測這些古老的岩層。該小組從西伯利亞暗色岩和來自中國四川省眉山的暗色岩來進行測試。中國四川眉山是二疊紀末大滅絕的保存最完好的地質記錄區域,塞斯·伯吉斯的研究團隊將來自兩個不同地區的岩石在同一個實驗室進行分析,使用相同的儀器,相同的化學試劑,以及相同的實驗室技術進行,以期減少岩石年代估算時的誤差。

塞斯·伯吉斯的研究團隊在中國四川眉山所測得的時間,為 251.941 百萬年前,正負 37,000 年誤差值,而西伯利亞暗色岩所測得之時間為 252.28  百萬年前,正負 11,000 年誤差值,由中國眉山新量測出的數據顯示,大滅絕事件的持續時間縮短至 60,000 年,正負 4 萬年誤差值。新量測出的時間,正好符合不久前從中科院南京地質古生物研究所沈樹忠研究員在廣西來賓蓬萊灘二疊紀的量測結果。

依據在廣西來賓蓬萊灘豐富的化石和岩石的證據,滅絕只持續了數千年,原本生存在二疊紀的物種就在蓬萊層滅絕消失。沈樹忠研究員表示 :  “二疊紀末生物大滅絕是突然發生的,在古老岩石保存化學特徵表明當地氣溫突然遽增 8 至10 攝氏度,這種極端氣候在地球此一時間其他地方也可以觀察到。"

 

還有其他二疊紀末氣候劇變的證據,全球都發現該時期碳和氧的比例突然變化之證據。研究人員一直認為,從西伯利亞噴發的火山氣體可能已經改變了當時地球的氣候。因為西伯利火山噴發可能將數十億噸的溫室氣體和有毒金屬送進地球大氣層,加拿大地質調查局科學家斯蒂芬 (Stephen Grasby) 提出,在加拿大的埃爾斯米爾島 (Ellesmere Island) 可以找到這些火山灰的湖泊沉積物。

火山噴發的大量二氧化碳和甲烷讓地球升溫形成溫室效應,並且火山灰中的二氧化硫在當時地球的北半球形成酸雨,在二疊紀末時,俄羅斯西伯利亞是位在緯度更高的地區,所以火山灰與噴發出的氣體都在北半球盤旋。當時的造成酸雨是強酸性,麻省理工學院博士後研究員班傑明 (Benjamin Black) 表示: “ 酸雨的 pH 值約為 2,幾乎等同於未經稀釋的檸檬汁。 ”

班傑明所建立的電腦模擬運算中,西伯利火山爆發時,由於大部分地球的陸地結合成一超級大陸 - 盤古大陸,而名為 Panthalassa 的巨大海洋覆蓋剩餘的地表。依據電腦模型的估算,西伯利亞火山噴發一年即可產生 240立方公里的熔岩與 14.6 億噸二氧化硫,足以摧毀當時的北半球。有毒氣體的化學反應破壞了地球的臭氧保護層,該團隊認為這些氣體可導致 5-65 % 地球臭氧層被破壞,使得太陽紫外線輻射大幅增加,對當時生物造成嚴重的影響。挪威奧斯陸大學地質學家亨里克 (Henrik Svensen) 估計,這段期間西伯利亞火山總共噴發了高達  12,000 億噸的甲烷和 40,000 億噸二氧化硫。

二疊紀末大滅絕事件的研究,未來仍將持續下去。而人類從汽車與工廠排放出的二氧化碳與二氧化硫,悄悄地在重演兩億五千萬年前的災難,以古鑑今,愛護地球刻不容緩。

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  • 化石澄清
  • 這篇文章非常值得一看,以古鑑今,看看人類竟然一手導演了如二疊紀末大滅絕的環境演變,而好像還不直自覺的樣子,搞不好,我們在下一個2億五千萬年後,就變成了下一世代生物研究的對象-------不過他們可能會發現原因竟然就是-----我們自己搞出來的.....唉
  • 澄清兄所言甚是。

    Tomm 於 2013/12/24 13:10 回覆

  • 190
  • 定年誤差質過大 ,換句話說定年可信度多少嗎? 科學家只談推論這些酸 與火山灰分布 與量的關係,沒談到削減的過程 生物作用 化學作用等等等 哈哈 ~~~
  • pH 值 2 的酸雨下個一萬年,應該蠻嚴重的吧 :-D

    Tomm 於 2013/12/27 08:31 回覆

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