研究發現：大火成巖省噴發產生含鎳氣溶膠 導致二疊紀末生命大滅絕

記者從中國科學技術大學了解到，該校沈延安課題組以高精度鎳同位素分析為主要手段，對加拿大北極地區的晚二疊-早三疊地層進行了系統研究，提出西伯利亞大火成巖省噴發產生的含鎳氣溶膠是二疊紀末生命大滅絕的重要因素這一新觀點。相關研究成果日前發表于綜合學術期刊《自然-通訊》。

距今約2.5億年的二疊紀末期，地球上曾發生過一次最大規模的生命滅絕事件，造成海洋中超過90%以及陸地上超過70%的生物消失。在過去30多年，國內外學者的研究認為，造成生命大滅絕和環境巨變的根源在于西伯利亞大火成巖省的噴發。但最近的精確年齡測試表明，西伯利亞大火成巖省在二疊紀末生命大滅絕事件的30萬年之前就已經開始噴發，因此大火成巖省的噴發和生命滅絕的成因聯系成為地球生物學領域未解的重要科學問題。

研究人員選擇加拿大北極地區Sverdrup盆地的Buchanan Lake剖面，在對該剖面進行高精度鎳同位素測試后發現，鎳同位素的組成與當時海水中的氧氣含量以及化學組成具有良好的相關關系。在二疊紀末生命大滅絕層位，鎳的含量由142.8 ppm突然降至36.4 ppm。 該研究認為，西伯利亞大火成巖省的噴發形成了大量含鎳的氣溶膠，它們經過全球大氣環流的傳輸沉降至海洋和陸地。Sverdrup盆地的鎳同位素組成清晰地記錄了從火山噴發、大氣傳輸到海洋化學組成變化這一系統過程。含鎳氣溶膠的大量沉降提高了海洋的初級生產力，同時大量消耗了海水中的氧氣，其造成的環境惡果是海洋的缺氧和酸化。大量含鎳氣溶膠的沉降也造成了陸地生物生長環境的惡化，因為過量的鎳不利于植物的光合和呼吸作用、限制植物的生長及其多樣性，最后導致植物的死亡。

該研究不僅證明了鎳在改變海洋和陸地環境方面的重要作用，而且為西伯利亞大火成巖省噴發和全球環境變化之間的成因聯系搭建了橋梁。 該項研究是首次應用鎳同位素解析生命滅絕過程中的劇烈環境變化，為理解生命和環境的相互作用提供了新的視角。

(吳長鋒)