研究人员发现海洋中的低氧和硫化物在古代大规模灭绝中发挥了更大的作用

佛罗里达州立大学的研究人员对以晚奥陶世大规模灭绝 (LOME) 为特征的复杂环境条件谜团有了新的认识，LOME 杀死了海洋中约 85% 的物种。

他们关于 4.45 亿年前的大灭绝事件的研究成果在线发表在AGU Advances杂志上周一。

“我们发现还原条件——氧气含量低到没有，硫化氢含量很少甚至没有——可能比我们以前认为的要重要得多，”主要作者、海洋地球系博士生 Nevin Kozik 说。 FSU 总部国家高磁场实验室的大气科学和研究员。“如果你想象一下这种灭绝原因的饼图，我们正在增加表示缺氧的楔形，这与气候变冷和海平面变化导致的广泛栖息地丧失相一致。”

这项研究是第一项使用对多个地点的多种元素的测量来检查导致 LOME 的条件的研究，这是地球历史上第二大灭绝事件，也是唯一一次在所谓的冰屋条件下发生的大规模灭绝，当地球两极的气候足够寒冷，可以全年支撑冰盖。

为了测量数百万年前的氧气和硫化物浓度，科学家们使用与古代海洋条件相对应的地球化学代理。三个地点的碘浓度和硫同位素提供了有关古代海洋中氧气和硫化物水平的信息。

灭绝发生在两个不同的脉冲中。使用这些地球化学测量作为环境代理，研究人员发现氧气水平在第一个脉冲之前下降并保持在低水平。海洋中硫化氢的水平最初下降，导致灭绝事件的第一个脉冲，但随后这些水平增加，与灭绝事件的第二个也是最后一个脉冲相吻合。

在地球气候变冷的同时，古代南极(现代北非)的冰川正在生长，这导致海平面下降和热带浅海道海洋生物的栖息地丧失。

“地质记录表明，导致这次灭绝事件的许多环境因素都在起作用，”科齐克说。“我们在这里联系在一起的过程就像在这段时间里击倒生活的几拳。”

尽管地球上许多生物的环境变得不适宜居住，但一些地方的环境仍然富含氧气，能够支持生命的多样性。研究人员在今天魁北克附近的一个地点发现了更高氧气含量的证据，该地点是 4.45 亿年前架上浅礁的所在地。

“我们知道，在这次大灭绝之后，生命必须生存并持续存在，我们现在有迹象表明，至少这个地方有足够的氧气来维持生命，”共同作者、海洋地球系副教授塞思·杨说。 FSU 总部国家高磁场实验室的大气科学和研究员。“这与你在岩石和化石记录中发现的一致，即珊瑚礁在这次灭绝事件中持续存在。化石表明，至少在那里，生活还不错。”

灭绝事件与今天地球上发生的事情是一个古老的类比。今天的地球，就像在晚奥陶世一样，正处于一个冰窖时期，正在经历生物多样性的重大丧失、气候变暖和海洋氧气的减少。

“所有这些事情都非常重要，并为这次大规模灭绝事件提供了现代视角，”杨说。“重要的是不仅要了解导致这次灭绝事件的原因，还要了解地球系统是如何摆脱这一局面并继续前进的。这是研究其中许多事情的动力，不仅要了解为什么会发生这种情况，还要了解生存期是什么样的，以及是什么导致了生命的重新出现和重新多样化。”

来自弗吉尼亚理工学院和州立大学以及加州大学河滨分校的研究人员为这项研究做出了贡献。

这项工作得到了化学学会石油研究基金、国家科学基金会和宇航局的支持。

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