大约2.52亿年前,地球上几乎所有生命都消失了。在地质时间尺度上,二叠纪–三叠纪生物大灭绝,是地球已知五次大灭绝中最严重的一次,转瞬间就使地球上96%的海洋物种和70%的陆地物种灭绝。现在科学家找到海洋物种几乎全灭的原因,是西伯利亚火山活动持续一百万年,释放大量温室气体将地球推向临界点所导致。
地质记录显示,在几十万年到一百万年间,西伯利亚火山持续的爆发,导致大气中温室气体浓度升高,带来大多数物种无法承受的气候变暖。然而,其中具体的灭绝机制长期以来一直困扰著科学家。
7月初发表在《美国国家科学院院刊》上的一项研究中,科学家团队认为他们终于找到导致如此多海洋动物因全球暖化而死亡的原因。这项发现不只解开一个长期存在的科学谜团,也对地球的未来发出警告。
研究发现,二叠纪末期的生物大灭绝,并非火山爆发造成的单一灾难,而是漫长的火山活动区、不断变化的气候系统,以及海洋生物圈同时突破多项极限的结果。2018年发表过一项模型研究指出,水温升高和溶解氧含量下降,是二叠纪–三叠纪灭绝事件期间,海洋生物大量死亡的主要原因。原理很简单,随著全球气温的快速升高,海洋温度也随之升高,而温水比冷水含氧量更低。
那么在大灭绝中幸存的少数物种,必定具有极强的适应能力。为了验证他们的假设,研究人员测量不同海洋动物群体对更温暖、缺氧水域的反应,并将大灭绝前占主导地位物种的现存代表,与如今繁衍生息的物种进行比较。
结果发现,在大灭绝中丧生的群体,其新陈代谢对温暖、缺氧水域的耐受性,远低于幸存下来的群体,证明在不同的生物群体中,更容易受到水温升高和氧气供应减少影响的生物灭绝速度要快得多。
其他研究指向海洋酸化是罪魁祸首,海洋酸化是指海洋与大气中的二氧化碳反应,导致海水酸性增强,使生物体更难生长外壳。然而,作者认为,虽然新的研究结果也认为海洋酸化可能对物种灭绝有所影响,但它远非最具破坏性的因素。
史丹佛大学地球与行星科学副教授,该研究作者之一表示,“有史以来规模最大的物种大灭绝始于一个与今天非常相似的世界。”在大灭绝事件发生前的数千年里,全球气温上升约摄氏8~12度。如今,预计未来一、两个世纪内,气温将上升1.5~4度,上升速度比当时要快得多。
随著全球气温上升,海洋生物再次因水温升高、缺氧而承受巨大压力。研究人员警告,与二叠纪–三叠纪不同的是,这次人类可以控制温室气体排放,若放任全球暖化持续发展,历史可能会重演。