大滅絕的幾點新發(fā)現(xiàn)
開始時間 化石研究首次將時間精確至2.5228億年前
從上世紀80年代開始，中科院南京古生物研究所就開始著手二疊紀末生物大滅絕的研究，帶頭領導這個項目的負責人是已故古生物專家金玉玕，接著好幾位研究人員也相繼加入，沈樹忠就是其中之一，他對二疊紀末大滅絕的研究已經(jīng)十幾年了。
化石是生命演化最“忠實”的記錄者，想要“還原”二疊紀大滅絕，就要找到足夠的化石。為此，沈樹忠和他的研究團隊在浙江煤山、西藏及其周邊地區(qū)20余條地質(zhì)剖面開展研究。這些剖面既有海洋環(huán)境，也有陸地環(huán)境，甚至還有海陸過渡的環(huán)境。
細致全面的工作也給專家們帶來了他們想要的：他們在浙江煤山發(fā)現(xiàn)了高分辨率的牙形化石帶。這種化石帶的化石長短不一，但都是相似的長方形，它們也是古生物學上用來作為劃分古生界和中生界的標準化石。研究人員還在四川的剖面上找到了火山灰的痕跡。“火山噴發(fā)形成的火山灰，沉積下來之后是可以保存的。而火山灰里的鋯石等成分可以用來測定火山噴發(fā)的時間，精度也很高。”沈樹忠說。
此外，化石中碳同位素的變化也為大家?guī)砹恕昂孟ⅰ薄Ｉ锏亩鄻有耘c二氧化碳等指標有密切關系，研究發(fā)現(xiàn)當時地球的碳同位素在兩萬年內(nèi)出現(xiàn)千分之五的變化。在種種“證據(jù)”面前，“二疊紀末生物大滅絕”發(fā)生的時間終于得以首次確定2.5228億年前。
形成原因 不是“天外來客” 是巖漿、火山、氣候共同作用
二疊紀末生物大滅絕的原因，長期以來一直是爭論的熱點。2000年，金玉玕院士等人在《科學》上發(fā)表了論文，認為是瞬間事件導致了生物的滅絕，因為二疊紀末期發(fā)生的生物滅絕速度太快了。所以有美、日等科學家推斷當時有一顆小行星或者彗星猛烈地撞擊了地球，其造成的強烈震波瞬間殺死了上千平方公里內(nèi)的所有生物……如同6500萬年前，恐龍的滅絕一樣。當時，這種觀點一度風靡一時，受到媒體和民眾的普遍關注。但隨著進一步的深入研究，真正的“兇手”逐漸浮出水面。
“我們在大滅絕地層層位，發(fā)現(xiàn)了當時的樹木大都經(jīng)過燃燒，證明天氣非常干燥，森林遭受大面積野火吞噬。”沈樹忠說，正是這些綿延不絕的野火，給位于赤道地區(qū)的以大雨羊齒為代表的熱帶雨林帶來災難。森林的破壞又使得地表風化加劇，地表土壤系統(tǒng)快速崩潰。
那么海洋生物又是如何滅絕的呢？“之前我們說的碳同位素突然大幅度變化，說明大氣中的二氧化碳也出現(xiàn)劇烈變化，給生物多樣性帶來滅頂之災。”沈樹忠?guī)椭浾摺斑€原”了當時的環(huán)境：地下巖漿在經(jīng)過長期的“平穩(wěn)”之后，突然迎來了“活躍期”，大規(guī)模的活動造成了地表甲烷釋放以及火山噴發(fā)，使得大氣中二氧化碳濃度快速增加。“天氣越來越熱，海底缺氧嚴重，海洋生物們也沒能逃過這次劫難。”
更讓人驚奇的是，通過化石研究比對發(fā)現(xiàn)，大滅絕速度非常快。“在上世紀80年代的時候，大家都認為滅絕應該是1000萬年完成的，但我們認為這一切不會超過20萬年。”沈樹忠告訴記者，而且海洋和陸地生物滅絕是同時的，和之前普遍認為的海洋生物滅絕快于陸地生物的理論不同。
存活生物 “肥胖版”豆芽、毛發(fā)葉子銀杏在災難中成功“逃生”
二疊紀大滅絕給世界帶來的破壞是災難性的，造成了95%海洋生物和75%陸地生物物種滅絕，并讓地球進入了一個長達五百萬年以上的生命“蕭條”期。但即便環(huán)境再險惡，仍有少數(shù)陸地和海洋物種成功活了下來。“這些物種都是抗壓能力強、忍耐度很高的。”沈樹忠說。
“比如海豆芽，就是成功活下來的海洋生物。”沈樹忠打開一張圖，從外形上看，它更像是“肥胖版”的豆芽。沈樹忠告訴記者，它的“大名”叫舌形貝，是世界上已發(fā)現(xiàn)生物中歷史最長的腕足類海洋生物，生活在溫帶和熱帶海域。
而存活下來的陸地生物要比海洋生物多一些，該所古植物學家王軍研究員告訴記者，包括蕨類、石松類、有節(jié)類、銀杏類、松柏類延續(xù)了下來。“這些延續(xù)下來的是以大類劃分的，但每個大類只有幾個種成功活下來。”比如說古銀杏。據(jù)王軍介紹，那個時候的銀杏和現(xiàn)在的完全不同，“早期的樹葉分叉很多，而且葉子和毛發(fā)的樣子差不多。”
“雖然二疊紀末大滅絕破壞性巨大，但是也留下來巨大的生態(tài)空間。”沈樹忠說，這也為接下來的三疊紀的陸地、海洋生物，甚至為很快出現(xiàn)的地球霸主恐龍?zhí)峁┝松鷳B(tài)發(fā)展的“機遇”。
“這次的成果并不是關于二疊紀大滅絕研究的終結，”沈樹忠說，未來和大滅絕事件相關、相近的生物事件依然是他們關注的焦點。