新研究重塑对泥盆纪大灭绝的认识
3.7 亿多年前，泥盆纪发生了重大的生物进化，但却以大灭绝事件告终。最新研究表明，这次大灭绝是火山活动和植物驱动的脱氧造成的。这项研究结合了多个科学学科，强调了地球历史与解决当前环境问题的相关性。
一项新的研究表明，火山活动和海洋净化过程的结合将地球生态系统推向了一个临界点。在距今 3.7 亿多年前的泥盆纪，地球上出现了种类繁多、充满海洋生物的第一批种子植物，它们以大森林的形式遍布冈瓦纳大陆和劳亚大陆。
然而，在这一时代末期发生的大灭绝事件长期以来一直备受争议。一些科学家认为，泥盆纪晚期的大灭绝是由大规模火山爆发造成的，导致全球变冷。另一些人则认为，陆地植物的扩张造成的大规模脱氧事件是罪魁祸首。
加布里埃尔-菲利佩利。资料来源：IUPUI 理学院
最新研究结果
最近，IUPUI 的研究人员在《通信地球与环境》杂志上发表了一项研究，认为这两个因素都发挥了作用，并提请人们注意当今地球所面临的环境临界点。
菲利佩利和吉尔胡利说，这项研究的结论给了研究人员很多思考。在泥盆纪时期，陆地上新的生物成果对海洋生物产生了负面影响。吉尔胡利指出，在今天，化肥径流流入海洋等活动，再加上化石燃料燃烧产生的热量，正在降低海洋的含氧量。他说，在泥盆纪晚期，这种类似情况曾造成灾难性后果。
研究人员在东格陵兰的特雷尔岛参加实地考察，该岛靠近晚泥盆世的岩石露头。资料来源：南安普顿大学约翰-马歇尔
历史教训和现代影响
"纵观地球历史，一系列生物创新和地质事件彻底重塑了海洋和陆地的生物多样性和环境条件，"吉尔胡利说。"在泥盆纪，陆地上的一种新生物策略对海洋生物产生了负面影响。从人类活动导致的现代全球和气候变化的角度来看，这是一个令人警醒的现象。我们可以从地球的历史中学到很多东西，帮助我们思考避免未来临界点的策略和行动"。
威廉-吉尔胡利三世。资料来源：IUPUI 理学院
为这项研究做出贡献的还有东京工业大学的尾崎和美（Kazumi Ozaki）、佐治亚理工学院的克里斯托弗-莱因哈德（Christopher Reinhard）、南安普顿大学的约翰-马歇尔（John Marshall）和圣地亚哥州立大学的杰西卡-怀特塞德（Jessica Whiteside）。
该研究由IUPUI理学院教师加布里埃尔-菲利佩利（Gabriel Filippelli）和威廉-吉尔胡利三世（William Gilhooly III）共同撰写。第一作者是美国海军学院海洋学助理教授马修-斯马特（Matthew Smart），他在研究时还是菲利佩利实验室的研究生。
研究结果和方法
这项研究首次将两种相互竞争的泥盆纪晚期生物大灭绝理论统一为一个全面的因果方案。从根本上说，研究小组得出的结论是，大灭绝的发生需要同时发生两个事件--大规模火山爆发和陆地植物将过量养分冲入海洋造成的脱氧。
菲利佩利说："解决这一难题的关键在于确定并整合我们利用复杂的全球模型确定的地球化学信号的时间和规模。这一建模工作揭示出，根据地球化学记录，我们所看到的营养物质事件的规模可能会推动大规模的海洋灭绝事件，但事件的持续时间需要树根演化和火山活动这两个因素来维持对生物有毒的海洋条件。"
该小组由沉积学、古生物学、地球化学、生物地球化学和数学建模方面的专家组成，他们深入挖掘，对分散在各大洲的数百个样本进行了地球化学分析。其中包括来自格陵兰岛东部伊默尔岛的样本，这里有地球上最古老的岩石样本。
"这个过程是一个高度跨学科的过程，"吉尔胡利说。"这种专业知识的结合创造了一种严谨的方法来收集样本，在时间上关联序列，获取化学数据，并使用地球化学模型来检验关于生物--植物--和化学--火山--触发大灭绝的相对影响的工作假设。我们的分析表明，影响因素的混合程度远远高于非此即彼的情况"。
编译来源：ScitechDaily
