与6500 万年前消灭了大部分恐龙的三叠纪灭绝事件相比,大灭绝的范围要广泛得多,地球上没有任何一类生命幸免。
大约 2.5 亿年前,地球经历一场最为深刻的生物灭绝,俗称为大灭绝 。称为二叠纪-三叠纪大灭绝事件或二叠纪末大灭绝事件,历时大约 100,000 年,随着整个生态系统努力繁衍,水生和陆生的植物和动物物种一一消失。大灭绝结束时,除了少数物种外,其他所有物种都已消失殆尽。
随着时间的推移,剩下的少数物种将为新物种提供一个起点,这些物种将演变成构成当今生物多样性基础的谱系。
与6500 万年前消灭了大部分恐龙的三叠纪灭绝事件相比,大灭绝的范围要广泛得多,地球上没有任何一类生命幸免。
究竟是什么导致了这种相对迅速的生命损失,一直是激烈争论的主题,由于化石稀缺、时间过长以及证据的复杂性而变得复杂。
今天,我们对可能导致地球上大多数物种无法应对的条件过于恶劣的事件有了广泛的了解。它可以告诉我们一两件事,关于我们是否会再次看到类似的东西。
大灭绝之前的生活是怎样的?
在被称为二叠纪的地质时期,我们的星球是一个非常不同的地方。在大灭绝之前,广阔的海洋占据了地表,围绕着一个名为 盘古(Pangaea )的大陆。
以前石炭纪时期那种长满高耸马尾的无边无际的沼泽地已经不复存在了,那里有超大的昆虫和铺天盖地的苔藓地毯。由于这颗行星的陆地挤在一起,气候分为干旱的内陆和凉爽的海岸线,让位于广阔的浅海沿岸水域。
正是这种干旱将塑造这 5000 万年的生物多样性。
更坚韧的种子植物,如针叶树,广泛扎根。两栖动物找到的合适环境越来越少,让位于不依赖水繁殖的动物。其中包括突触类——今天哺乳动物的祖先——和蜥脚类,它们会产生鸟类和爬行动物的家谱。前一时期出现的海洋动物,如鹦鹉螺状的菊石、硬骨鱼和鲨鱼等,继续在阳光普照的水域中繁衍生息。
虽然生命在二叠纪早期多样化,但它不会持续下去。大约在 2.6 亿年前的某个时候,生物多样性受到了严重打击,大约四分之三的陆基四足动物从化石记录中消失了。
尽管听起来很糟糕,但与地球在 1000 万年后二叠纪末期遭受的损失相比,这场中期灾难微不足道,当时有某种东西杀死了超过80% 的所有海洋物种,多达近 90%的四足动物。
是什么导致了大灭绝?
与大死亡相关的主要化石之一是一种叫做Hindeodus parvus的类似鳗鱼的海洋生物。已知最古老的物种化石是在中国眉山市附近的岩石中发现的。这一发现在二叠纪末期和三叠纪恐龙统治的开始之间正式定义了一条清晰的界线。
这种动物的出现只不过是一个方便的地标,代表了周围岩石中矿物成分和化石多样性的明显变化,我们现在认为这是全球灭绝事件的迹象。
将从单个站点学到的经验教训应用到震动整个地球的事件中,这听起来很有挑战性。科学家们知道发生了大事,但要将其确定为特定的事情——更不用说构建一系列不幸事件的复杂图景了——需要从世界各地收集的广泛证据。
例如,在西伯利亚发现的一个巨大的火成岩省是在大约 2.52 亿年前的 200 万年期间沉积的。要留下如此大量的熔岩,这些火山喷发肯定还喷出很多其他物质,如二氧化碳、灰烬颗粒、硫磺和其他各种矿物质。其他证据表明,火山活动确实使周围的环境变热,向大气中释放了额外的烟尘和二氧化碳。
就像在谋杀现场找到子弹壳一样,这是一个简单的链接,还不足以讲述详细的故事。西伯利亚火山喷发的排放物如何使当时的地球如此不适合生命存在,尚有待猜测。
鉴于碳排放在我们当前的气候危机中所起的作用,全球变暖显然是一个起点。虽然温度确实升高了,但它与H. parvus时期生物多样性的下降并不完全一致。这并不意味着它没有发挥作用——但它确实表明还有更多的东西在起作用。
火山喷发后海洋酸化似乎加剧,影响了产贝类的海洋动物。也有可能是高剂量的其他矿物质,如镍,导致微生物大量繁殖,耗尽氧气然后腐烂,产生大量的甲烷。
然而,早在第一批火山灰在世界各地降下之前,陆地动物的多样性就有可能下降的迹象。
或者,长时间的火山活动脉冲可能已经侵蚀了臭氧层,影响了许多植物物种的繁殖。这是一个有趣的想法,它肯定会导致大规模屠杀,如果不是因为一些研究认为陆地植物生命几乎没有受到影响;更不用说对生态崩溃负责了。
然而,其他研究暗示了一个“第二个因素”——中国南方的火山在随后的变暖事件之前产生了使地球冷却的气溶胶。
无论什么导致生物圈像 2.51 亿年前一样变薄,这显然是复杂的。
地球会再次遭受大灭绝规模的灭绝事件吗?
简单的答案是我们只是不知道。今天的地球是一个非常不同的地方,分散的大陆将几个充满生物多样性的海洋分开。虽然我们预计在不久的将来不会发生任何重大的火山事件,但至少有一些研究机构(如 NASA)已经制定了如何监测足以构成潜在的威胁气候风险的计划。
然而,我们不需要想象火山活动的影响来考虑二氧化碳快速注入大气的后果。如果二叠纪末的灭绝能告诉我们什么,那就是生物圈可能以复杂的方式分崩离析,在这种情况下,多种触发因素可以引发多米诺骨牌效应,这种效应可能需要数千年才能展开。
科学家们现在一致认为,我们正处于第六次灭绝和气候危机之中,我们的生态系统正在迅速变化。这并不是说我们现在看到的天气系统和海平面的广泛变化与大灭绝很接近。
但它确实表明,除了最强壮的物种外,消灭所有物种可能并不需要太多时间。