巨型厄爾尼諾現象引發了世界上最嚴重的生物大滅絕

氣候條件的一系列劇烈、劇烈的波動可能引發了地球歷史上最大規模的物種滅絕。對古代海洋表面溫度、海洋和大氣環流以及陸地如何相互作用的重現揭示了地球遭受近十年的干旱、野火和洪水的困擾。

研究人員知道，全球氣溫的飆升是由數百萬年巨大的氣體排放引發的。位於現在的西伯利亞——可能是大約 2.52 億年前大規模滅絕的罪魁禍首（序列號：2015 年 8 月 28 日）。但那是由此產生的災難性“特大厄爾尼諾現象”研究人員在 9 月 13 日的《自然》雜誌上報告說，這對生態系統造成了嚴重打擊，最終消滅了約 90% 的海洋物種和 75% 的陸地物種。科學。

明尼蘇達州聖彼得古斯塔夫斯·阿道夫學院的沉積地球化學家埃里克·古爾布蘭森（Erik Gulbranson）沒有參與這項新研究，他說：“（這些發現）確實構建了一幅新的圖景，即這次滅絕比我們之前想像的更加微妙。”

研究人員想知道為什麼二疊紀和三疊紀邊界發生的大滅絕對地球上的生命如此殘酷。英國赫爾大學的古生物學家大衛·邦德說：“我們已經經歷瞭如此劇烈的全球變暖，但在地質記錄中我們還發現了其他全球變暖事件，這些事件對生態系統的影響遠沒有像這次這樣嚴重。”

雖然海面溫度急劇上升，加上由此導致的溫暖海洋容納溶解氧的能力崩潰，對海洋生物來說是非常糟糕的，但目前尚不清楚是什麼導致了陸地生命的滅絕，也不清楚為什麼這些生物體不能直接遷移到較冷的兩極。

部分答案可能在於古氣候的短期波動。

“物種關心氣候，但它們真正關心的是天氣，”英國布里斯託大學古氣候建模師亞歷山大·法恩斯沃斯 (Alexander Farnsworth) 說。這些變化包括數年規模的氣候波動，而不是數百年或更長時間。比如說今天的——熱帶太平洋的周期性變暖，給北美北部帶來炎熱和乾旱，削弱了大西洋颶風季節，並在全球範圍內引髮乾旱和洪水——持續大約一年（序列號： 2/13/23）。

法恩斯沃斯、邦德和一個國際同事團隊重建了 2.5 億多年前這些氣候模式的樣子。研究小組利用牙形刺（古代魚類動物）牙齒化石中不同形式氧氣的比例計算了海水溫度。借助這些數據以及最新更新的對地球大氣和海洋環流模式的計算機模擬，研究小組繪製出了一幅更有凝聚力的大滅絕期間的氣候圖景。范斯沃斯說，這得益於對二疊紀末期大陸和海洋盆地的更新、更精確的了解，二疊紀末期影響著全球大氣和海洋環流。

研究小組發現，當二氧化碳濃度最初從百萬分之 410 翻倍至百萬分之 860 且全球氣溫上升時，主要起源於二疊紀晚期的巨型海洋泛海大陸的類似厄爾尼諾現象的變暖期變得更加強烈。 （相比之下，目前的二氧化碳濃度徘徊在 422 ppm 左右。 ）隨著時間的推移，波動也變長，有時會持續近十年。

這些巨型厄爾尼諾現象的影響很快就會讓陸地生物難以承受。法恩斯沃斯說，隨著吞噬二氧化碳的森林烘烤並枯死，從大氣中排出的溫室氣體越來越少，隨著火山繼續排出變暖的氣體，形成了一個自我延續的循環。

法恩斯沃斯說：“氣候變暖加劇，植被死亡更多，厄爾尼諾現象更強，全球氣溫更高，極端天氣再次出現，導致更多植物死亡。”全球大片地區可能會因酷熱、乾旱和火災而陷入嚴重的洪水。

高溫最終侵入了高緯度地區，幾乎沒有地方可以逃脫日益惡劣的氣氛。

“到處都變得非常熱，這就是為什麼[物種]不能簡單地向北和向南遷徙，”邦德說。

最終，許多物種根本無法適應這種氣候過山車。

既然這些發現描繪了一幅更高分辨率的圖景，說明變暖如何在二疊紀末期引發了大規模滅絕，也許有一種方法可以在化石記錄本身中看到這些快速的氣候波動。古爾布蘭森指出，洞穴鐘乳石和樹木年輪化石中保存的年度記錄可能會顯示特大厄爾尼諾現象的證據。

“我們需要在化石記錄中追踪這些信號。我們需要在曾經生存並經歷滅絕的生物體中看到它們，”他說。

展望未來，邦德很好奇，哪些先天的物理和生態系統特徵使地球歷史上的某些時期更能抵御氣候混亂帶來的災難，而另一些時期則更容易遭受大規模滅絕。