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二叠纪末生命灭绝研究取得进展

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2月6日,国际学术期刊《美国科学院院刊》(PNAS)在线刊登了中国科学技术大学地球和空间科学学院教授沈延安课题组的研究论文Redox chemistry changes in the Panthalassic Ocean linked to the end-Permian mass extinction and delayed Early Triassic biotic recovery,报道了二叠纪末期泛古洋深海环境的时空动态演化过程,为生命灭绝和迟缓生命复苏的发生机制提供了新的模型和认识。该工作的第一作者是沈延安课题组博士后张桂洁。

  距今约2.5亿年二叠纪末期发生的生命灭绝事件,导致了80%以上的海洋生物物种的灭亡。二叠纪末生命大灭绝及其之后缓慢的生命复苏,一直是地球-生命科学研究的热点问题之一。前人大量的研究集中在古特提斯海地区,但古特提斯海只占当时全球海洋总面积的10-15%,并且水深一般不超过几百米,因此在认识上存在一定的局限性,特别是对于占当时全球海洋总面积约85-90%的泛古洋的深海海洋环境缺乏足够的认识。这是由于绝大部分深海沉积地层因后期俯冲作用而很少被保存,仅存的泛古洋深海沉积物只分布在加拿大西部、日本和新西兰。因此,重建泛古洋海洋化学条件的时空变化是研究全球环境演化对生命灭绝、复苏影响的关键科学问题。

  沈延安课题组对位于泛古洋东部的Opal Creek剖面 (现位于加拿大西部) 和西部的Gujo-Hachiman剖面 (现位于日本)进行了高精度的多硫同位素研究,发现二叠纪末期生命灭绝之前、生命灭绝期间以及生命灭绝之后都记录了异常的硫同位素组成(见下图)。因此,研究者提出硫化海水的间歇性上涌是造成大规模生命灭绝和随后生命迟缓复苏的主导因素。这一研究成果表明,古海洋环境的剧烈变化对早期生命演化具有重要影响。该成果能够对研究现代人类活动与全球气候环境变化的相互作用提供重要启示。

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