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每年灭绝3万物种 地球生物正面临新一轮大灭绝?
华夏经纬网   2007-08-28 16:03:39   
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    中外科学家在浙江长兴煤山剖面共同探讨二叠纪末生物大灭绝之谜。

  日前,由中国科学院南京地质古生物研究所主办的“第16届国际石炭纪—二叠纪地质大会”在南京成功举行。来自美国、俄罗斯、澳大利亚、加拿大、德国等30多个国家和地区,及我国石炭纪—二叠纪研究领域最活跃的科学家共150余人出席了本次会议。1987年,第11届国际石炭纪—二叠纪大会在北京首次召开。20年后,国际石炭纪—二叠纪地质大会在中国的再次召开,充分展示了我国丰富的地质古生物资源和我国石炭纪和二叠纪研究在国际学术界的地位,具有重要的学术意义和深远的历史意义。

  石炭纪—二叠纪

  是地质历史中最为关键的时期

  石炭纪和二叠纪是古生代的最后两个纪,代表从距今3.54亿年至距今2.52亿年的历史阶段。石炭纪—二叠纪的岩石圈、水圈、大气圈和生物圈的演化都处于一个非常关键的演化阶段。地质历史上贯通南北极的泛大陆就是在这一时期由于大规模的板块活动而形成的;石炭纪—二叠纪早期还发生了最大规模的冰川事件;石炭纪也是地球历史中最大规模的碳埋藏时期,世界各地目前开采的大量煤炭资源就是在那个时期形成的。

  石炭纪—二叠纪曾是一个生机盎然的世界,生物物种相当繁盛,生物多样性超过了以前的任何时候,在相当长的一段时间内保持稳定繁荣,在当时的森林中甚至出现过翅膀长达两米的蜻蜓。海洋生物在这一时期也十分繁盛。但是在二叠纪末发生了地质历史时期中最大规模的生物灭绝事件。

  中国科学院南京地质古生物研究所研究员沈树忠在接受记者采访时介绍说,参加“第16届国际石炭纪—二叠纪地质大会”的中外科学家们,以石炭纪—二叠纪生物与环境协同演化为主题,围绕着石炭纪—二叠纪生物群与气候变化、同位素地球化学和地质生物学、旋回地层学、高分辨率综合生物地层学、二叠纪末大灭绝及其环境背景、“金钉子”与全球对比、地球时间系统等展开了广泛的研讨交流。

  我国近年来开展的二叠纪末大灭绝在海陆相地层记录中所反映的模式、石炭纪—二叠纪植物群与古气候演变、石炭纪—二叠纪的“金钉子”和高分辨率地层对比、定量古生物学和地层学研究等受到国内外专家的关注。由已故金玉玕院士领导的国际工作组建立了以中国乐平统为代表的国际标准,把二叠纪最上部的两个“金钉子”分别钉在了浙江长兴煤山和广西来宾蓬莱滩剖面,围绕着浙江煤山剖面的二叠纪末大灭绝研究取得了令世界瞩目的成就。

  由于石炭纪—二叠纪研究的重要性和近年来取得的成就,南京地质古生物研究所的晚古生代小组形成了由国家自然科学基金委员会资助的优秀创新群体,群体中多位成员成为国际石炭纪和二叠纪地层分会的选举委员,在国际石炭纪—二叠纪的相关研究中发挥了实质性的作用。

  超级大灭绝

  生物灭绝是指生物类群无力适应环境变化而继续生存,是生命史上层出不穷的自然事件,由于种间竞争、自然选择而导致的灭绝,为常规速率的灭绝。但有些时期大量生物类群在短时间内消亡,而且波及全球,造成突然集群灭绝的现象,被古生物学家称为生物大灭绝。自寒武纪生物大爆发以来共发生过5次大灭绝,其中发生在古、中生代之交的,即二叠纪末的生物大灭绝规模最大,对生物发展的影响也最为深刻。

  中国科学院南京地质古生物研究所金玉玕院士曾撰文指出:“这是一次超级大灭绝,海洋生物的种类降低到原来的十分之一以下,生态系统也彻底得到更新,成为古生代和中生代的界石,其他各次的灭绝都远不及这次大灭绝,也没有使生物演化进程产生如此重大的转折。”

  长期以来,恐龙灭绝之谜一直令人津津乐道,其实从18世纪后期至今,世界各国的科学家们不仅研究了恐龙灭绝的真实过程,也研究了先于或后于恐龙灭绝的其他灭绝事件。恐龙灭绝虽然给生物界的演变造成了巨大的影响,但比起那些生活在石炭纪—二叠纪的生物来说,恐龙的灭绝事件还不是最“悲惨”的。

  “地质历史时期最大规模的生物灭绝事件就发生在二叠纪末期,有统计显示,地球上90%以上的海洋生物物种和75%左右的陆地生物物种在这一时期全部都灭绝了。”沈树忠说。

  到了二叠纪末,四射珊瑚、蜓、钙质海绵、腕足类、三叶虫等固着海底、被动摄食的门类相继消亡或大量消减,生物礁生态系统全面崩溃、碳埋藏全面停止。在陆生生物中,石炭纪—二叠纪植物群以蕨类为主,在滨海沼泽地带形成森林,但至二叠纪末快速消亡,被矮小的裸子植物代替。四足类的脊椎动物在晚石炭世出现,二叠纪迅速发展成为最有代表性的陆生动物,在晚二叠世曾出现身长达5~6米的、像哺乳类的爬行类动物——兽孔类。但至二叠纪末,63%的四足类的科迅速灭绝。

  灭绝之谜

  从目前科学家们掌握的资料来看,二叠纪末生物大灭绝是在很短的时间内快速发生的,那么是什么力量摧毁了二叠纪繁盛的生物种群呢?

  目前对生物大灭绝的原因有多种不同的解释,还没有一个公认的一致说法。一种比较普遍认同的观点认为可能与二叠纪晚期频繁的火山喷发有关。地质研究证据显示,二叠纪末发生过大规模火山爆发,当时地球表面有多处火山爆发,包括西伯利亚和我国的华南地区等。火山爆发产生大量有毒气体,同时释放大量的二氧化碳,导致温室效应,而致使动植物灭亡。

  也有研究发现,在生物大灭绝地层中含有很丰富的含硫矿物,推测火山爆发释放出大量的硫化氢气体,之后形成酸雨,污染了古海洋,致使大量的海洋生物灭绝。另外,也有人认为二叠纪末存在有类似于白垩纪末的天体撞击事件,撞击地点可能位于西澳地区,造成大量生物瞬间死亡,但此类推论尚缺乏足够的证据。

  目前,科学家们对这个重要历史事件发生的原因、机制、当时的环境、整个过程延续的时间等并不十分清楚,各种说法一直以来都未有充分证据证明,二叠纪末生物大灭绝的原因还是个谜。美国著名的科学家道格拉斯·艾尔文把二叠纪末大灭绝形容成“东方快车上的谋杀案”,认为是有很多种不同的因素共同作用造成了二叠纪末生物大灭绝事件。

  人类正在见证新一轮生物大灭绝?

  已有研究显示:生物大灭绝无一例外是由全球环境严重恶化引起的。近几十年来,由于人类活动加剧了生态环境的不断恶化,濒临灭绝和已经灭绝的物种不断增多,给全球生物多样性带来了严重的后果,也威胁到人类自身的生存。这使人们不得不产生这样的疑问,地球生物正面临“第六次生物大灭绝事件”吗?

  最近发表在《自然》杂志上的文章称,50年后,100多万种陆地生物将从地球上消失。国际自然资源保护联合会发表的《2004年全球物种调查》显示:全球有超过15000种地球物种濒临灭绝,灭绝速度超过了以往任何时候。科学家发现,人类活动造成的物种灭绝比自然灭绝的速度高1000倍,平均每小时就有一个物种灭绝。

  据保守估计,当今地球上每年灭绝约3万个物种,这种灭绝速率比史前正常状态(每年灭绝约3个物种)快了近万倍,远远超过史前任何一次大灭绝事件。按史前五大灭绝强度和规模,有学者认为当今生物界已进入了“第六次大灭绝”时期,甚至认为现代人类才真正遭遇到生物大灭绝的过程。生物与环境协调发展问题不仅引起了公众的广泛关注,也成为各国科学家研究的热点。

  从石炭纪到二叠纪,无论是生物的演化和当时气候条件等等,都处在一个比较稳定的阶段,但是到了二叠纪晚期的时候,环境开始急剧恶化。这种突然巨变的机制是什么?现在科学界还不清楚。有科学家提出,地球现在的生态环境和气候系统,如生物多样性急剧减少、频繁酸雨、整体环境的恶化、温室效应等等,都与二叠纪末期的环境状况有一定的可比性,这需要引起我们人类的高度重视。

  地球自从有了生命,生物与环境就成为一对相互制约、相互促进的共同体。地球环境创造了生命,生命发展促进了环境变化。地质时期的一些重大生命转折都直接与重大全球变化相关联,而且重大全球变化时期是生物与环境关系显现最为明确的时期。种种迹象表明,当今地球正面临一次新的转折,地球环境恶化、生物多样性剧减,正严重威胁着人类的生存和自然资源的可持续发展。对生物大灭绝的研究不仅在于探索大灭绝的模式,更重要的是出于对我们自身的关爱。人类正在见证一次新的生物大灭绝吗?(作者:潘锋)

来源:科学时报

转自中新网

 

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