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《自然·地球科学》:二叠纪末生物大灭绝研究取得重要进展

时间:2023-08-03来源:网络作者:小白

《自然·地球科学》:二叠纪末生物大灭绝研究取得重要进展


基于生物标志化合物单体同位素重建的二叠纪末生物大灭绝时期大气二氧化碳浓度及古海洋初级生产力群落结构的演化


(神秘的地球uux.cn)据北京大学地球与空间科学学院:在国家自然科学基金项目资助下,北京大学地球与空间科学学院沈佳恒研究员在二叠纪末生物大灭绝研究中取得重要进展。相关研究成果以“Early and late phases of the Permian–Triassic mass extinction marked by different atmospheric CO2 regimes”为题,于2022年10月3日在线发表在国际著名期刊《自然·地球科学》(Nature Geoscience, IF: 21.531),沈佳恒研究员为该项研究工作的第一和通讯作者,合作单位为中国地质大学(武汉),德州农工以及哈佛大学。全文链接:https://www.nature.com/articles/s41561-022-01034-w


当今地球是否已进入“第六次物种大灭绝”?人类是否正在经历二氧化碳浓度升高、全球气候快速变暖和生态环境不断恶化?想要回答这个问题,仅依靠我们人类所观测得到的短尺度数据是不够的。研究“深时”(Deep Time)记录——二叠纪末生物大灭绝事件,可以帮助我们寻求其中的答案。


发生在距今约2.5亿年前的二叠纪末生物大灭绝是地球生命演化史中最大规模的一次生物集群灭绝,约90%的海洋物种和70%的陆地物种消亡,是罕见的海洋和陆地生态系统同时面临崩溃的地质突变事件。西伯利亚大规模火山活动被认为是导致此事件的“元凶”,而后引发的一系列气候环境变化(全球变暖、海洋缺氧、酸化、高碳酸血症等)使得生物面临灭顶之灾。然而此一些列气候、环境和生物演化机制还有待于进一步精确的厘定。针对此问题,该项研究通过对广元上寺剖面样品进行测定分析,为此事件提供了直接的气候变化以及古海洋初级生产力群落结构演化的地质记录,并结合模型进一步诠释了该时期两幕生物灭绝的不同机制。


针对该时期的气候变化,沈佳恒研究员利用远古叶绿素的生物标志化合物单体碳同位素定量重建了该时期的大气二氧化碳浓度。重建结果显示第一幕灭绝,pCO2最低;随后pCO2快速上升,步入缓慢上升期,此高pCO2一直持续至早三叠世的第二幕灭绝,并达到最高值;之后pCO2开始缓慢下降。此重建结果详细刻画出了两幕灭绝时不同的pCO2特征。生物标志化合物单体氮同位素被用于定量重建该时期海洋初级生产力群落结构(细菌及真核生物)的演化。重建结果显示第一幕灭绝时,海洋初级生产群落以真核藻类(eukaryotes)为主;而第二幕灭绝时,蓝细菌(cyanobacteria)则以绝对优势~100%全面占据海洋初级生产群落。


结合全球碳循环模型(Long-term Ocean-atmosphere-Sediment CArbon cycle Reservoir Model, LOSCAR)作者重塑了该时期气候和碳循环扰动的响应机制。研究认为第一幕灭绝时的低pCO2是由于西伯利亚早期(早于第一幕灭绝~300 kyr)大规模玄武岩喷发产生大量新鲜可风化物质而非强烈排气作用。此阶段脉冲式风化能力的增强可有效抑制大气中二氧化碳的累积,并带入大量营养盐和矿物至海洋,增加海洋碱度,缓冲海洋碳酸盐平衡体系和海水pH值变化;而营养盐的大量输入导致海洋富营养化,促使真核藻类繁盛,此条件伴随着高生产力出口导致海洋出现短暂且严重的缺氧环境,从而使得生物灭绝。


而后,长时间西伯利亚火山活动的持续作用耗尽了表层可风化物质,导致硅酸盐风化反馈失效,失去调节大气二氧化碳的能力。此临界点(第一幕灭绝)标志着大气二氧化碳开始累积,海洋缓冲能力失效;同时营养通量急剧减少,导致生产力下降,海洋缺氧情况得以缓解。此临界点后,二氧化碳快速上升,气候变暖,海洋分层加剧;同时海洋贫营养环境促使了蓝细菌以绝对优势全面取代真核藻类。由此,海洋食物链底层的生产群落崩溃以及生产力出口通量的削弱最终导致了早三叠持续高的大气二氧化碳浓度以及海洋酸化,从而引发了第二幕灭绝。LOSCAR模型也定量验证了早三叠世的长期高pCO2不仅是由火山活动引发的,而是从根本上,由海洋生态系统特性结构的变化所导致的。此外,作者还运用LOSCAR模型重构了该时期可能的碳排放场景:排放总量约为 5,000 PgC(不考虑早期西伯利亚火山作用),排放时间集中发生在P-Tr界线时期,持续约200 kyr。另外,该时期可能的碳源组成:40%来自火山喷发的地幔来源和60%来自高温岩浆侵入富有机质层释放的大量较轻碳源。


基于以上,该研究提出二叠纪末两幕式生物大灭绝具有根本不同的灭绝机制特征。第一幕的特点是富营养化、缺氧而导致丧失栖息地的灭绝,而第二幕是极热、高碳酸血症、食物网崩溃的灭绝。此结果有助于解释为什么二叠纪末生物大灭绝是地球历史灭绝之最。(原标题:北大沈佳恒研究员在二叠纪末生物大灭绝研究中取得重要进展)

梦见海洋、大海

梦见海洋、大海是什么意思?在中国传统解梦文化中,梦境往往具有某些征兆,那么在《周公解梦》的梦境解析里面,做梦梦到海洋、大海是啥预兆?以下是周公解梦大全查询的结果:梦见海洋、大海:通常来说,梦见海洋,事业上不久会有令人振奋的好消息,或是随着家业兴盛人丁兴旺,担负的责任和义务也越来越重。商人梦见海洋,预示生意兴隆,业务遍布世界。梦见听到海洋孤独的叹息:预示你将注定会疲倦地度过缺乏友谊或爱意、毫无生气的贫瘠生活。如果是年轻女子,梦见自己在海面上和爱人一起飞速滑翔,预示她将收获少女时代所憧憬的美好生活变为现实后所带来的丰硕成果。梦见在远离陆地的大海中:听见涛声击打着船身,表示生意上的不测风云,家庭中的动荡不安和争吵。梦见在海岸边观看翻腾的海浪:飞扬的浪花,预示仇人设计陷害你,你十有八九难以逃脱。梦见海水很浅:可以看得到海底,或者可以瞠水而过,暗示成功和快乐总是和伤心困苦交织在一起。梦见平静的海:将发生令你惊讶的喜事或会收到人的礼物。梦见坐汽船在海上行驶:朋友运上升,将不断增加新的朋友。梦见在海面上行走:这是在大组织或大团体功成名利,令周围人大吃一惊的征兆。梦见眼前展现着一片宁静而一望无际的大海:暗示将怀上或已经怀上了德财兼备、聪明伶俐的女孩。梦见海上日出:梦见海上日出,暗示你辛勤的劳作将要结果,必定日后家业兴隆。骑着猪过江、湖水或大海的,这是暗示发财或事业给你带来回报的好。梦见海底清澈可梦见:暗示你的潜意识里总是想识破竞争对手或他人的心理,不久的将来就会获得胜利。梦见火焰从海面冲天而上:这是吉中的吉,暗示财富和成功。梦见自己大口大口地喝海水:暗示久久渴望实现的愿望将会变成现实。梦见自己划过大海:向着岛屿游泳,这是好。暗示你将化解面临的各种困难,走向繁荣。梦见悠悠流过的江水或海水:暗示你正在进行的事业或投资会很顺利。梦见大船在海上飘荡:这是难得的好。暗示财运之神正在暗中帮助你。梦见在海里自在游泳是成功之兆:

湖广填四川的正负影响是什么 对四川的生态环境有什么破坏

正面影响 三百多年前的“湖广填四川”给四川带来了不同地域的文化和生活方式,为四川注入了新鲜的血液,甚至四川无与伦比的感染力和同化力也正是来源于厚重的移民文化,这些外省移民还成为多数四川人的先祖。 负面影响 然而,“湖广填四川”对四川的生态环境有着直接的破坏“痕迹”。 资源破坏 西南大学历史地理研究所所长蓝勇长年研究西南地区生态环境状况,曾对当时情况作出推测:“清初广大的成都平原和浅丘地区曾是农耕垦殖地区,但灌丛林、茂草和次生林的覆盖率已经恢复到50%左右,盆地内其他长期的垦殖地区此时也多为灌丛、茂林覆盖。八年,川耕地不足1.2万公顷。”陈世松也介绍,从战后到移民高潮来临前的这一时期,森林植被有了短暂的恢复。“城市鞠为茂草,村尽变丛林”,就连曾经繁荣一时的成都府也变成了“城中杂树蓊郁成林”。清初川北巴山地区主要分布的是以楠木、松柏为主的针阔混交林。 而移民入川后,四川的农业垦殖从最初平原荒芜地的复垦,逐步向丘陵中部、山地推进,垦殖范围进而到达丘陵顶部、半山上部,当时山田盛行,梯田出现,水土流失严重。总耕地面积上百万公顷,而森林植被则破坏严重。 物种消失 专家一致认为,元年时期,移民开发把耕地范围扩张到了山地、丘陵,这是农田垦殖突破传统范围的标志,但同时也是生态环境逐渐萎靡的开始。在森林物种资源方面,一些动物群落不断减少,生物数量乃至物种不断消失。川北出没寻常的华南虎消失就是很好的例证。清初关于虎患的记载有:“直至清初,华南虎在四川分布广泛,说明那时垦殖率还比较低,森林相对茂密。”“西乡县山深林密,经常有老虎出没,清溪、桑园铺等地均有虎食人。”乾隆以来,蜀道沿线各府线仍有虎患,但较清初已经锐减。因此随着移民的涌入,物种消失的进程显著加快。 旱灾频繁 研究发现,大移民以来,地质地貌灾害、旱涝灾害等在四川地区发生得更为频繁。16世纪至17世纪是整个明清时期发生干旱灾害最为频繁的时期,尤其是17世纪盆地东部地区。陈世松等相关专家整合相关的史料时发现,大移民时期是盆地的大旱年份,平均每3年左右就要出现一次。这与《四川历史旱灾表》统计的结论保持了一致:16世纪平均3.3年一次,17世纪平均3年一次,18世纪平均3.7年一次,19世纪平均1.2年一次。 随机文章兴义万峰林天坑深达600米,人类在坑底定居了600多年外道魔像最后去哪了,斑从带土体内通灵后不知行踪(或变回神树)美国RGM-84反舰导弹,生产7000多枚服役20多个国家中国风水师断日本龙脉,日本军刀楼意图不轨/中国转移煞气到日本揭秘神话中四海龙王的来历,是远古洪荒时代祖龙后羿(瘦死的骆驼)迷案在线 mazx.cn本站内容大多收集于互联网,内容仅供娱乐,并不代表本站观点,如果本站内容侵犯了您的权益,敬请联系网站管理员,我们将尽快回复您,谢谢合作!
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