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发生在2.52亿年前的二叠纪-三叠纪大灭绝事件，标志着地质记录中确定的最严重的环境危机，决定了生命演化的前进方向。长期以来，科学家一直认为西伯利亚地区的一系列火山喷发是导致大灭绝的关键原因，但缺乏足够的证据。最近，基于对今天南阿尔卑斯山的蛤蜊类腕足动物遗留下来的贝壳化石的研究，科学家终于找到了地球上最严重的大灭绝的原因，找到了可能引发这一切的地球化学诱因。
这些贝壳记录了海水的pH值信息。研究小组利用二次离子质谱仪（SIMS）等高精度仪器测量了贝壳中硼和碳同位素，用以获得海水酸度的信息，并结合详细的计算机模型，首次重现了二叠纪-三叠纪大灭绝的大气环境。研究显示，大约2.52亿年前，大气二氧化碳浓度突变，有一次突然的、强烈的二氧化碳注入大气。研究人员认为，这很可能来自西伯利亚一系列巨大的火山喷发。
气候变暖和海洋酸化的加剧会很快杀死某些物种，而营养丰富的水域则会在较长时间内耗尽海洋中的氧气含量，导致进一步的灭绝。这种相互联系的生命维持循环和过程的多米诺骨牌式的崩溃最终导致了二叠纪/三叠纪大规模灭绝灾难。大约96%的海洋物种和70%的陆生脊椎动物物种被永久地杀死。甲烷水合物的溶解曾被认为是潜在大灭绝的进一步原因，但分析和建模表明，海底微生物释放的大量甲烷对大气环境的影响并不那么重要。
这项研究回答了一些有关事件组合及其顺序的问题，清楚地将二氧化碳上升与火山活动联系起来，为我们提供了更多关于当时地球上发生的事件的潜在机制的信息，以及在接下来的几千年里的后果。德国基尔海洋地质学家赫尔姆霍兹海洋研究中心的海洋生物化学家Marcus Gutjahr表示，过这种技术，我们不仅可以重建大气中CO2浓度的变化，而且可以清楚地追溯到火山活动。
令人兴奋的是，改进的在线分析技术包括使用光谱法和腕足动物化石的研究，加深了对数百亿年前的地质记录的理解，整理出关于二叠纪-三叠纪灭绝事件的脉络，揭示了温室效应对海洋环境的影响，为今天全球气候的变化提供了警示。
参考文献：Permian–Triassic mass extinction pulses driven by major marine carbon cycle perturbations，Nature Geoscience，2020，DOI：org/10.1038/s41561-020-00646-4。
责编：朱张航宇
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