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耶鲁研究证灭世陨石撞击致海水急剧变酸 非由多年火山爆发触发

2019年10月23日 9:48 PDF版 分享转发

最新刊于《美国国家科学院期刊(PNAS)》的研究提出首个直接证据,显示6,600万年前白垩纪–第三纪灭绝事件(Cretaceous–Paleogene extinction event)同时,海洋酸硷值急剧下降变酸,发现亦将有助解答海洋生态如何在事件后复原。

白垩纪–第三纪灭绝事件是地球史上第五次大规模物种灭绝事件,学界相信事件由撞击与其后续影响造成,导致全球至少75%动植物灭绝,当中包括陆上恐龙。

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领导是次研究的地球科学家 Michael Henehan指,多年来学界都有人认为海洋酸硷值会在事件后降低,因为陨石撞击了硫含量丰富的岩层,致使大量硫酸释至海水中,但到此研究前都未有任何直接证据显示这种情况的发生。

研究所用的来是有孔虫门(foraminifera)这些有碳酸钙殻的浮游生物。现时人类已有完整、长达数以亿年计的有孔虫门化石记录,团队分析白垩纪–第三纪灭绝事件前中后时期有孔虫门壳上的硼,即可了解海洋酸硷值变化情况。

星砂是轮虫目有孔虫死后剩下的外殻。

先前的研究已表明,在白垩纪–第三纪灭绝事件中,一些可将碳酸钙造成殻的海洋动物物种不成比例地被灭绝,而是次研究则发现,较酸海水可能阻止这些动物形成硬壳,这亦非常重要,因为这些动物是最底层生产者,是海洋食物网最重要组成部分。有参与研究的耶鲁大学地质与地球物理学助理教授 Pincelli Hull指,团队观察到海水酸化很容易触发海洋生物的大规模灭绝。

另外,团队的硼同位素分析和模型,可能解释到部份理论互相不同的说法,以及一些令人困惑的发现。例如为何从该次事件发生后立即深海泥芯验出的碳同位素特徵,与海床或海表化石的一样,但正常海洋碳循环会令两者出现不同碳同位素。

其中一个称为「奇爱海洋(Strangelove Ocean)」的理论指,在白垩纪–第三纪灭绝事件后一段时间内,海洋基本上死亡正常的碳循环亦停滞。据一些学者的说法,此理论的问题在于,许多依赖从海面下沉食物的海底生物在整次事件中未受影响,而情况不太可能在一个死寂的海洋发生。另一种流行的理论则为「活海(Living Ocean)」,并指当年的灭绝事件杀死较大的浮游生物,令有机物更难沉入深海从而破坏碳循环,但某些海洋生物仍可残存。

新研究可消除上述分歧:海洋在白垩纪–第三纪灭绝事件后初期的生产力损失最多高达50%,但一段过渡时期之后海洋生物开始恢复。 Henehan指,发现在某程度上将以上两个理论结合,两者都部份正确此前只是未有将之顺序排起来。

此前也有学者指在白垩纪–第三纪灭绝事件前,曾有数以万年计的大爆发使地球更易出现大规模灭绝事件,而情况应可在海洋酸硷值逐步下降反映出来。不过,是次研究却完全无法找到这种酸硷值下降的情况。换言之,研究并不支持火山大爆发在引发该次大规模灭绝事件中有任何主要作用。

来源:立场新闻

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