《地質學》：白堊紀末期火山碳排放導致全球變暖和生物多樣性劇變
時間：2025-12-10 07:07:18 來源：骨軟筋酥網 作者：熱點 閱讀：929次
汞示蹤徳干大火成巖省的全球記錄
（神秘的地球uux.cn報道）據中國科學院南京地質古生物研究所：顯生宙第五次生物大滅絕，即白堊紀末期（約6600萬年前）大滅絕從根本上重塑了地球的學白性劇生態系統，結束了超過1.5億年的堊紀恐龍時代，并為哺乳動物的末期崛起鋪平了道路。目前，火山該大滅絕的碳排原因仍處于激烈爭論當中。其中，放導印度徳干玄武巖噴發和小行星撞擊是致全兩個主流觀點。德干玄武巖噴發的球變時間及其對全球環境的影響是當前研究的熱點。
實際上，暖和在大滅絕發生前約15–30萬年，生物徳干大火成巖省以侵入和噴發的地質多樣方式排放了大量的CO2等溫室氣體，可能導致了全球升溫2–5°C，學白性劇學界稱之為馬斯特里赫特期末期變暖事件（Latest Maastrichtian warming event；LMWE）。堊紀闡明該變暖事件的末期機制和過程可為了解白堊紀末大滅絕的起因提供重要證據，同時也為我們了解碳循環與溫室地球的耦合關系提供新的見解。
然而目前我們對該事件了解非常有限，特別是與徳干火山首次噴發相關的記錄能否在陸相沉積中發現？馬斯特里赫特期末期變暖事件如何影響陸地生態系統？這兩個問題一直缺少關鍵證據。
近日，中國科學院南京地質古生物研究所李莎副研究員、王博研究員、張海春研究員、王啟飛研究員與天津大學陳玖斌教授、中國地質大學（北京）萬曉樵教授等合作，利用山東省跨越白堊系/古近系（K/Pg）界線的兩口鉆井的巖心資料，基于高精度的生物地層學、古生態學和地球化學方法，詳細研究了德干火山首次噴發在東亞的記錄以及湖泊環境和生物群對此事件的響應。研究結果為馬斯特里赫特期末期變暖事件與德干火山首次噴發的耦合關系提供了強有力的證據，并表明該變暖事件對湖泊環境和生物群也造成了明顯的影響。相關研究成果于近日在線發表于國際地學知名期刊《地質學》（Geology）。
此次研究的兩口鉆井巖心分別代表了兩種不同的沉積環境：膠萊盆地的碎屑巖沉積和平邑盆地的碳酸鹽巖沉積。由于火山噴發釋放大量的汞會記錄在地層中，因此汞記錄被廣泛用作火山活動的示蹤劑。兩個鉆孔的樣品在在白堊系/古近系界限之前的馬斯特里赫特期末期變暖事件期間都表現出強烈的汞富集。膠萊盆地的汞峰值區域內汞同位素Δ199Hg在零附近，代表來自地球深處、直接的火山排放作用來源；而平邑盆地的汞峰值區域內汞同位素Δ199Hg明顯正偏，推測與Hg2+光還原作用相關。
為了探明德干火山活動對湖泊環境和生物群的影響，研究團隊還進行了碳同位素和古生物學研究。膠萊盆地有機碳同位素和平邑盆地無機碳同位素同時發生強烈負偏，表明徳干大火成巖省的主要脈沖對汞和全球碳循環有巨大影響。兩個湖泊生物群對變暖事件有明顯的響應，膠萊盆地和平邑盆地的輪藻、介形類成種作用明顯，生物多樣性升高。而在海洋中，浮游有孔蟲屬種則發生部分滅絕、侏儒化、災難物種盛行的現象，說明馬斯特里赫特期末期變暖事件以不同的機制同時影響了海洋和陸地的生態系統。
研究結果表明，德干火山活動使地球處于相對溫暖的氣候條件，而這種變暖可能使全球生物地球化學循環更接近于溫室環境失控的臨界點。這可能是白堊紀末期大滅絕發生的背景條件。
總之，研究結果為我們了解火山碳排放與溫室地球之間的關系提供了新的證據，也為理解當今全球變暖對湖泊環境和生物群的影響提供了參考。
此項研究獲得了國家自然科學基金委和中國科學院青年創新促進會的資助。無機碳同位素、有機碳同位素、主微量元素、微體化石掃描電鏡成像相關工作在中國科學院南京地質古生物研究所實驗技術中心平臺完成，感謝劉靜、呂苗、方艷、關成國、彭麗、李光在樣品制備、樣品測試和數據采集工作中的幫助。
論文相關信息：Sha Li, Stephen E. Grasby, Xiangdong Zhao, Jiubin Chen, Daran Zheng, He Wang, Yanan Fang, Qi Zhang, Tingting Yu, Jingxiang Tian, Shengxian Du, Edmund A. Jarzembowski, Qifei Wang, Haichun Zhang, Xiaoqiao Wan, Bo Wang; Mercury evidence of Deccan volcanism driving the Latest Maastrichtian warming event. Geology 2022. https://doi.org/10.1130/G50016.1.
相關報道：誰導致了第五次生物大滅絕？中國科學院南京地質古生物研究所發布最新研究成果
（神秘的地球uux.cn報道）據荔枝網（黃蒙）：恐龍滅絕是因為火山噴發還是隕石撞擊？中國科學院南京地質古生物研究所的最新研究表明，恐龍滅絕前夕火山碳排放導致全球變暖和生物多樣性劇變。
大約6600萬年前，地球上發生了第五次生物大滅絕，這次大滅絕結束了統治地球長達1.5億年的“恐龍的時代”。學術界關于這次生物大滅絕的原因有兩類主流觀點：印度德干玄武巖噴發和小行星撞擊。研究人員認為，在大滅絕發生前約15–30萬年，德干玄武巖噴發排放了大量的溫室氣體，導致地球生物多樣性劇變。但長期以來，有關德干火山活動首次噴發在陸相盆地中的相關記錄并未被發現。
中國科學院南京地質古生物研究所李莎副研究員、王博研究員、張海春研究員、王啟飛研究員與天津大學陳玖斌教授、中國地質大學（北京）萬曉樵教授等合作，利用山東省跨越白堊系/古近系（K/Pg）界線的兩口鉆井的巖心資料，基于高精度的生物地層學、古生態學和地球化學方法，詳細研究了德干火山首次噴發在東亞的記錄以及湖泊環境和生物群對此事件的響應。研究結果為馬斯特里赫特期末期變暖事件與德干火山首次噴發的耦合關系提供了強有力的證據，并表明該變暖事件對湖泊環境和生物群也造成了明顯的影響。相關研究成果于近日在線發表于國際地學知名期刊《地質學》（Geology）。
李莎告訴記者，研究團隊在現今的山東地區的德干玄武巖首次噴發的層位，發現了汞的富集，汞同位素代表了它來源于火山噴發，同時還發現了碳同位素的負偏，同樣被認為和當時的火山噴發有關。
為了探明德干火山活動對湖泊環境和生物群的影響，研究團隊還進行了碳同位素和古生物學研究。膠萊盆地有機碳同位素和平邑盆地無機碳同位素同時發生強烈負偏，表明徳干大火成巖省的主要脈沖對汞和全球碳循環有巨大影響。兩個湖泊生物群對變暖事件有明顯的響應，膠萊盆地和平邑盆地的輪藻、介形類成種作用明顯，生物多樣性升高。而在海洋中，浮游有孔蟲屬種則發生部分滅絕、侏儒化、災難物種盛行的現象，說明馬斯特里赫特期末期變暖事件以不同的機制同時影響了海洋和陸地的生態系統。
李莎介紹，這次全球性的變暖使地球的氣溫升高了3~5度，而這種變暖可能使地球生物化學循環接近于溫室環境失控的臨界點，這可能是白堊紀末期大滅絕發生的背景條件。研究結果為了解火山碳排放與溫室地球之間的關系提供了新的證據，也為理解當今全球變暖對湖泊環境和生物群的影響提供了參考。
此項研究獲得了國家自然科學基金委和中國科學院青年創新促進會的資助。
相關報道：火山噴發導致了第五次生物大滅絕？
（神秘的地球uux.cn報道）據中國科學報（沈春蕾）：白堊紀末期（約6600萬年前）發生的第五次生物大滅絕，結束了地球上超過1.5億年的恐龍時代，并為哺乳動物的崛起鋪平了道路。
目前，關于這場大滅絕的原因仍處于激烈爭論當中。其中，印度徳干玄武巖噴發和小行星撞擊是兩個主流觀點。德干玄武巖噴發的時間及其對全球環境的影響，也是該領域研究的熱點。
為此，中國科學院南京地質古生物研究所（以下簡稱南京古生物所）聯合天津大學、中國地質大學（北京）等單位的研究團隊，詳細研究了德干火山首次噴發在東亞的記錄以及湖泊環境和生物群對此滅絕事件的響應。相關研究成果7月18日在線發表于《地質學》（Geology）。
論文通訊作者、南京古生物研究員王博介紹，在大滅絕發生前約15～30萬年，徳干大火成巖省以侵入和噴發的方式排放了大量的二氧化碳等溫室氣體，可能導致了全球升溫2～5°C，學界稱之為馬斯特里赫特期末期變暖事件。
“闡明該變暖事件的機制和過程可為了解白堊紀末大滅絕的起因提供重要證據，同時也為我們了解碳循環與溫室地球的耦合關系提供新的見解。”王博指出，“目前，我們對該事件了解非常有限。特別是與徳干火山首次噴發相關的記錄能否在陸相沉積中發現，以及馬斯特里赫特期末期變暖事件如何影響陸地生態系統，這兩個問題一直缺少關鍵證據。”
科研團隊利用山東省跨越白堊系/古近系（K/Pg）界線的兩口鉆井的巖心資料，基于高精度的生物地層學、古生態學和地球化學方法，圍繞大滅絕事件展開研究，相關研究結果為馬斯特里赫特期末期變暖事件與德干火山首次噴發的耦合關系提供了強有力的證據，并表明該變暖事件對湖泊環境和生物群也造成了明顯的影響。
論文第一作者、南京古生物所副研究員李莎介紹，此次研究的兩口鉆井巖心分別代表了兩種不同的沉積環境——膠萊盆地的碎屑巖沉積和平邑盆地的碳酸鹽巖沉積。由于火山噴發釋放大量的汞會記錄在地層中，因此汞記錄被廣泛用作火山活動的示蹤劑。在白堊系/古近系界限之前的馬斯特里赫特期末期變暖事件期間，兩個鉆孔的樣品都表現出強烈的汞富集。
為了探明德干火山活動對湖泊環境和生物群的影響，研究團隊還進行了碳同位素和古生物學研究，并發現膠萊盆地有機碳同位素和平邑盆地無機碳同位素同時發生強烈負偏，這表明徳干大火成巖省的主要脈沖對汞和全球碳循環有巨大影響。
研究還發現，兩個湖泊生物群對變暖事件有明顯的響應，膠萊盆地和平邑盆地的輪藻、介形類成種作用明顯，生物多樣性升高。而在海洋中，浮游有孔蟲屬種則發生部分滅絕、侏儒化、災難物種盛行的現象，這說明馬斯特里赫特期末期變暖事件以不同的機制同時影響了海洋和陸地的生態系統。
“我們的結果表明，德干火山活動使地球處于相對溫暖的氣候條件，而這種變暖可能使全球生物地球化學循環更接近于溫室環境失控的臨界點。這可能是白堊紀末期大滅絕發生的背景條件。”李莎說，“研究結果為我們了解火山碳排放與溫室地球之間的關系提供了新的證據，也為理解當今全球變暖對湖泊環境和生物群的影響提供了參考。”
相關論文信息：https://doi.org/10.1130/G50016.1
相關報道：火山噴發還是隕石撞擊？恐龍滅絕“主犯”是誰
（神秘的地球uux.cn報道）據現代快報（記者 阿里亞）：約6600萬年前，地球上發生第五次生物大滅絕。從此，長達1.5億年之久的恐龍時代終結，哺乳動物迎來了大發展。
火山噴發，隕石撞擊……長期以來，科學家們一直在爭論，造成這場大滅絕的真正原因到底是什么？中科院南京地質古生物研究所科研人員與天津大學、中國地質大學（北京）等多家單位合作，詳細研究了德干火山首次噴發在東亞的記錄以及湖泊環境和生物群對此事件的響應。近日，相關研究成果在線發表于國際地學知名期刊《地質學》上。
在大滅絕發生前，全球升溫2—5℃
地球誕生至今約46億年，在漫長的地質史上，發生了五次生物滅絕事件。其中，發生在約兩億年前的一場大滅絕尤其慘烈，超過一半地球生物消失。恐龍靠羽毛挺過了這次大滅絕，并迅速“上位”成為侏羅紀時期的霸主。再后來，地球不斷地進化迎來重大轉折。約6600萬年前，第五次大滅絕發生。這次大滅絕導致恐龍整體滅絕和哺乳動物崛起。
這場進化史上的“浩劫”因何而來？目前，這次大滅絕的原因仍處于激烈爭論當中。其中，印度德干玄武巖噴發和小行星撞擊是兩個主流觀點。德干玄武巖噴發的時間及其對全球環境的影響是當前研究的熱點。
參與此次研究的中科院南京地質古生物研究所副研究員李莎介紹，在大滅絕發生前約15萬—30萬年，德干大火成巖省以侵入和噴發的方式排放了大量的二氧化碳等溫室氣體，可能導致了全球升溫 2—5 ℃，學界稱之為“馬斯特里赫特期末期變暖事件”，闡明該變暖事件的機制和過程可為了解第五次生物大滅絕的起因提供重要證據。
然而，目前科學界對該事件了解非常有限。特別是與德干火山首次噴發相關的記錄能否在陸相沉積中發現和馬斯特里赫特期末期變暖事件如何影響陸地生態系統，這兩個問題一直缺少關鍵證據。
此次，科研團隊利用山東省跨越白堊系/古近系（K/Pg）界線的兩口鉆井的巖心資料，基于高精度的生物地層學、古生態學和地球化學方法，詳細研究了德干火山首次噴發在東亞的記錄以及湖泊環境和生物群對此事件的響應。
德干火山活動，或是大滅絕發生的背景條件
小行星的影響被認為是6600萬年前，導致恐龍滅絕的主要原因。不過，有證據表明，在恐龍滅絕時期，印度的德干火山也出現了大規模的噴發。
這給古生物學家們帶來了相當多的困難。因為，德干火山的噴發在小行星撞擊地球前就開始，在撞擊后還噴發過。那么，火山噴發是否也參與了滅絕恐龍的過程呢？
由于火山噴發釋放大量的汞會記錄在地層中，因此汞記錄被廣泛用作火山活動的示蹤劑。此次研究的兩口鉆井巖心分別代表了兩種不同的沉積環境：膠萊盆地的碎屑巖沉積和平邑盆地的碳酸鹽巖沉積。為了探明德干火山活動對湖泊環境和生物群的影響，研究團隊進行了汞含量、汞同位素、碳同位素和微體古生物學研究。
兩個湖泊生物群對變暖事件有明顯的響應，膠萊盆地和平邑盆地的輪藻、介形類等生物多樣性升高。而在海洋中，浮游有孔蟲屬種則發生部分滅絕、侏儒化、災難物種盛行的現象。這說明，馬斯特里赫特期末期變暖事件以不同的機制同時影響了海洋和陸地的生態系統。
研究結果表明，德干火山活動使地球處于相對溫暖的氣候條件，而這種變暖可能使全球生物地球化學循環更接近于溫室環境失控的臨界點。研究團隊推測，這可能是第五次生物大滅絕發生的背景條件。
記者了解到，本項研究結果為人類了解火山碳排放與溫室地球之間的關系提供了新的證據，也為理解當今全球變暖對湖泊環境和生物群的影響提供了參考。
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