超级厄尔尼诺现象引发全球最严重的大规模灭绝
大多数物种在 2.52 亿年前的大灭绝中灭绝
气候条件的一系列剧烈波动可能引发了地球历史上最大规模的物种灭绝。通过重现古代海面温度、海洋和大气环流以及陆地之间的相互作用,我们发现地球近十年来一直饱受干旱、野火和洪水的困扰。
研究人员知道,全球气温的飙升是由数百万年来巨大的温室气体排放引起的位于现在的西伯利亚?可能是造成大约 2.52 亿年前大规模灭绝的罪魁祸首(日期: 8/28/15)但这是由此产生的灾难性“特大厄尔尼诺”现象?研究人员在 9 月 13 日的报告中报告称,这严重破坏了生态系统,最终导致 90% 的海洋物种和 75% 的陆地物种灭绝科学。
明尼苏达州圣彼得古斯塔夫阿道夫学院的沉积地球化学家埃里克古尔布兰森 (Erik Gulbranson) 表示,“这些发现确实表明,这次灭绝比我们之前认识到的要更微妙一些”,但他并未参与这项新研究。
研究人员一直想知道,二叠纪和三叠纪交界时期发生的大灭绝为何对地球上的生命造成如此严重的破坏。英国赫尔大学的古生物学家大卫·邦德说:“我们经历了如此剧烈的全球变暖,但地质记录中还有其他全球变暖事件,它们对生态系统的影响远不及这次。”
虽然海面温度的急剧上升以及随之而来的温暖海洋容纳溶解氧能力的下降对海洋生物来说是极其糟糕的,但目前尚不清楚是什么导致了陆地生物的灭绝,以及为什么这些生物不能迁移到较冷的两极。
部分答案可能在于古气候的短期振荡。
英国布里斯托尔大学的古气候建模师亚历山大·法恩斯沃思说:“物种关心气候,但它们真正关心的其实是天气。”这些变化包括以年为单位的气候波动,而不是以数十万年或更长时间为单位的气候波动。例如,今天的热带太平洋周期性变暖,给北美北部带来高温和干旱,抑制大西洋飓风季节,并引发全球干旱和洪水 —— 持续大约一年(日期:2/13/23)。
Farnsworth、Bond 和一个国际团队的同事重建了 2.5 亿多年前的气候模式。该团队利用牙形刺(一种古老的鱼类动物)化石牙齿中不同形式氧气的比例计算海水温度。利用这些数据以及最近更新的地球大气和海洋环流模式的计算机模拟,该团队绘制出了一幅更连贯的大灭绝时期气候图。Farnsworth 说,这得益于对二叠纪末期大陆和海洋盆地的更新、更精确的理解,这影响了全球大气和海洋环流。
研究小组发现,当二氧化碳浓度最初从约 410 ppm 增加到 860 ppm 且全球气温上升时,厄尔尼诺现象之类的变暖现象(主要源自二叠纪晚期的巨型海洋——泛大洋)变得更加强烈。(相比之下,目前的 CO? 水平徘徊在 422 ppm 左右。)随着时间的推移,波动也会延长,有时会延续近十年。
这些超级厄尔尼诺现象的影响很快就会超出陆地生物的承受能力。法恩斯沃思说,随着吸收二氧化碳的森林被晒干枯死,从大气中吸收的温室气体越来越少,火山继续喷出温室气体,形成了一个自我延续的循环。
法恩斯沃思说:“气候变暖加剧,更多植物死亡,厄尔尼诺现象加剧,全球气温升高,极端天气事件增多,导致更多植物死亡。”全球大片地区将从酷热、干旱和火灾转变为洪水泛滥。
高温最终侵入了更高的纬度地区,几乎没有地方可以逃脱日益恶劣的大气。
邦德说:“到处都变得很热,这就是为什么物种不能简单地向南和向北迁徙的原因。”
最终,许多物种根本无法适应这种气候过山车现象。
现在,这些发现描绘出了一幅更清晰的图景,即气候变暖如何导致二叠纪末期大规模灭绝,也许有办法从化石记录本身中看到这些快速的气候波动。古尔布兰森指出,保存在洞穴钟乳石化石和树木年轮中的年度记录可能显示超大厄尔尼诺现象的证据。
“我们需要在化石记录中追踪这些信号。我们需要在生存过并经历过灭绝的生物体中发现它们,”他说。
展望未来,邦德很好奇,是哪些先天的物理和生态系统特征使得地球历史上的某些时期更能抵御气候混乱带来的灾难,而其他时期则更容易遭受大规模灭绝。