【蓝三角】史上最惨：二叠纪末期生物大灭绝事件谜底揭开

地球自生命诞生以来发生了多次生物大灭绝事件，其中最著名的是6600万年前白垩纪末期的大灭绝事件。

彗星撞击是恐龙灭绝的唯一原因

白垩纪末期大灭绝事件的起因现在已经很清楚了：一颗直径在超过10公里的彗星，注意是彗星，不是小行星，撞击了地球。撞击产生的“撞击冬天”效应导致了非鸟类恐龙等生物的大灭绝，而火山爆发、气候变化等都不是决定性因素。佰思科学还出了一个给小朋友看的视频课程，《揭开恐龙灭绝之谜》，专门讲这个事情。有兴趣的朋友可以在各视频平台观看。

佰思科学出品的《揭开恐龙灭绝之谜》

自从寒武纪生命大爆发以来，地球上至少发生过20次以上的生物灭绝事件，其中有五次特别严重，被称作大灭绝事件，分别是奥陶纪末期、泥盆纪末期、二叠纪末期、三叠纪末期和白垩纪末期的生物大灭绝。

地球历史上生物类型数量（绿色区域）变化，横轴为百万年，黄色三角对应大灭绝事件，蓝色三角对应一般灭绝事件

白垩纪那次大灭绝，虽然有名，却不是地球历史上最惨的一次大灭绝事件，按照灭绝程度来说只能排在第四位。最惨的是发生在二叠纪-三叠纪交界处，即2.514亿年前的二叠纪-三叠纪大灭绝事件。下图是地球上海洋生物在灭绝事件中消失的属的比例。若以物种来计算，二叠纪末期灭绝事件造成70%的陆地脊椎动物，96%的海中生物消失。

地球上海洋生物灭绝的属的比例（横轴单位是百万年，纵轴是百分比）

这次事件也造成了昆虫的唯一一次大量灭绝，计有57%的科与83%的属消失。而且整个灭绝事件的持续时间也很长，可能长达数万年。在灭绝事件发生后，地球上的生态系统花了很长时间才恢复，据认为高达四五百万年，远比其他大灭绝事件的恢复期来得长。

二叠纪大灭绝事件

这次大灭绝的成因莫衷一是，很长时间里都难以得出结论。比较普遍的猜测是与西伯利亚地区的火山大爆发有关。从2.519亿年前开始，这一地区发生了规模巨大的火山爆发，是地质史上已知的最大的火山爆发之一，持续时间也非常长。有人认为，西伯利亚火山总共喷发了200万年之久，在这一地区形成了面积巨大的红色岩石区，被称作西伯利亚暗色岩。

西伯利亚暗色岩

西伯利亚暗色岩的覆盖范围很惊人。如果和美国本土范围比较，比美国本土的区域小不了太多。由此可见，当年火山爆发的剧烈程度以及持久性。正因为时间上是如此的巧合，火山喷发的规模又是如此之大，人们把它和二叠纪末期生物大灭绝联系起来是非常自然而然的事情。问题在于，大规模的火山爆发，又是如何引起了二叠纪末期生物大灭绝的呢？

西伯利亚暗色岩的范围（红线区域是美国本土的版图）

这正是争论不休的原因所在。现在已经知道的，二叠纪末期的反常现象有：

• 碳13/碳12同位素比例降低，比正常值减少了10‰；
• 海洋缺氧事件：海洋缺氧造成了大量需要呼吸氧气的生物灭绝，这也是为什么海洋生物种类减少了95%的主要原因；
• 有人认为，当时有大量的甲烷生成，是最可能造成碳13/碳12比例降低的原因；
• 大量生成的甲烷造成了全球暖化，因为甲烷是非常强的温室气体。当时赤道地区的温度上升了6℃，高纬度地区更多，进而造成了大量植物的死亡；
• 三叠纪前期很少有煤炭生成，或许是因为当时大量的植物死掉了；
• 植物的匮乏可能进一步导致大量陆上动物的灭绝。

二叠纪大灭绝中，大量的海洋生物种类消失了

问题在于，火山爆发与碳13/碳12比例降低、海洋缺氧、释放大量甲烷之间，到底有什么关系？火山喷发本身会导致碳13/碳12比例降低，但不会降低10‰那么多。火山也不可能喷发出那么多的甲烷。这是长久以来令人感到迷惑的地方。

二叠纪晚期的陆地动物

最近发表在《自然·通讯》上的一篇文章，给出了一个可能的答案。来自于中国科技大学和美国北亚利桑那大学的研究人员认为，西伯利亚火山大爆发，将大量的镍通过气溶胶携带的方式释放进大气层。他们分析了西伯利亚暗色岩中的元素成分，发现镍同位素的含量偏低，暗示着大量的镍被气溶胶携带到大气层里去了。

西伯利亚火山大爆发

之后，这些镍又沉积到海洋，极大地改变了海水的化学性质。镍是一种生命所需要的元素。海洋里过量的镍，会刺激甲烷菌的过度繁殖，从而释放出大量的甲烷（CH4）。与此同时，又会导致海洋缺氧，杀死海洋中靠氧气维持呼吸的生物。甲烷菌在生成甲烷的过程中，降低了碳13/碳12的比例。

甲烷菌是一种能合成甲烷的微生物

这是第一次有人把西伯利亚火山大爆发释放出的镍与甲烷菌联系到一起，进而将大量出现的甲烷、碳13/碳12比例降低和海水缺氧等线索全部串联起来，听起来好像很接近事实真相了。或许这就是二叠纪末期生物大灭绝的一个关键因素吧！

二叠纪末期的陆地生物

至于西伯利亚火山为什么会爆发得如此强烈？这就是另外一个故事了。有人认为，二叠纪末期的灭绝事件，也是由于陨石撞击所造成的。有人甚至说，撞击地点在墨西哥湾，而墨西哥湾就是撞击而产生的。撞击是如此的猛烈，以至于让地球另一侧的西伯利亚发生了火山大爆发。听着是不是很神奇？

墨西哥湾

地球上的海洋地壳由于地壳活动的原因，现在已经找不到距今超过两亿年的海底地壳。因此这一假说也无法证实。之所以人们能确定白垩纪末期的彗星撞击发生在墨西哥的希克苏鲁伯，也是因为它的历史不过6600万年。

导致恐龙灭绝的希克苏鲁伯陨石坑

不管怎么说，人类对二叠纪末期这次大灭绝的认识，又向前进了一步。

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