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地球發生過的大規模生物滅絕事件比我們認為的還多

一座寺廟高踞在中國四川省的峨嵋山上。 周圍鄉間有「峨嵋山暗色巖」(Emeishan Traps)這種洪流玄武巖(flood basalt),而這類巖石正代表了瓜

一座寺廟高踞在中國四川省的峨嵋山上。 周圍鄉間有「峨嵋山暗色巖」(Emeishan Traps)這種洪流玄武巖(flood basalt),而這類巖石正代表了瓜德魯普世(Guadalupian epoch)的結束。 PHOTOGRAPH BY DBIMAGES, ALAMY STOCK PHOTO

(神秘的地球uux.cn報道)據美國國家地理(撰文:LUCY JAKUB 編譯:鐘慧元):這些既激烈又突然的物種喪失時期都有相同的模式。 對于目前因氣候所導致的物種損失來說,這其實帶有令人擔憂的意涵。

現在的生物多樣性危機,常常被相信我們正朝全球物種崩潰危機發展的人稱為「第六次大滅絕」。 但有些科學家提出論點,認為我們或許該把這次滅絕稱為第七次。

1982年,芝加哥大學(University of Chicago)的定量古生物學家杰克. 塞普考斯基(Jack Sepkoski)和戴維. 勞普(David Raup)統整出地球歷史上最慘烈的大規模滅絕事件,稱之為「五大滅絕」。 這些事件包括了二迭季末滅絕事件,也是地球史上最嚴重的一次大滅絕。 它發生在約2億5200萬年前,并消滅了95%的海洋物種。

在那個時候,二迭紀末的「大屠殺」遮蔽了另一次滅絕事件,那就是在二迭紀滅絕發生前僅僅800萬年的瓜德魯普世(Guadalupian epoch)末滅絕事件。 但在過去30年來,地質學家更深入地挖掘研究了瓜德魯普世末期,也有更多人認為這是一次不同的危機。 現在,有些科學家提出,這次遠古死亡事件規模大到足以和過去五大滅絕事件相提并論,他們建議將那些重大滅絕事件重新命名為「六大滅絕事件」。

在地球的生命史中,出現過許多突然的中斷與挫折。 但借著挑選并研究這些最嚴重的事件,地質學家也能開始探究模式,并尋覓共同的原因。 有愈來愈多證據顯示,許多全球性滅絕事件跟海洋中的氧耗竭有關,這是溫室增溫的癥狀,而這也讓現今氣候變遷的影響,有了令人擔憂的可能意涵。 瓜德魯普世末滅絕事件就符合這種趨勢。

「我認為堅持只有五大滅絕事件是有問題的,」理查德. 邦巴克(Richard Bambach)說,他是維吉尼亞理工大學(Virginia Tech)的海洋古生態學家、也是古生物學榮譽退休教授,他曾經是經典的塞普考斯基-勞普論文的審稿人。 若是看滅絕的百分比,二迭紀末比較接近所有生物全滅。 他說,但瓜德魯普世末對生物多樣性的影響更是糟到嚇死人。

「如果你真的去看一下原始的數字,」他說,「瓜德魯普世失去的分類群其實比二迭紀更多。 」

熔巖之流

瓜德魯普世末期的標志是中國西南方的峨嵋山玄武巖(Emeishan Traps),那是2億6000萬年前從海洋中噴發、并漫流超過100萬平方公里的熔巖流的遺跡。 這次事件釋放出縷縷甲烷和二氧化碳,嚴重破壞氣候、害死了多達60%的海洋物種,大部分都是盤古超陸(Pangea)的熱帶淺海水域物種。

像峨嵋山暗色巖這樣的「洪流玄武巖」(flood basalt),全世界各地都有,而這些巖石顯然跟五大滅絕事件有密切關系。 「這是一對一的相關,」紐約大學(New York University)的地質學家麥可. 朗皮諾(Michael Rampino)說。

但研究大規模滅絕事件的地質學家并不是一直都在尋找洪流玄武巖。 從1980年代開始,當父子檔劉易斯. 阿瓦雷茲(Luis Alvarez)和華特. 阿瓦雷茲(Walter Alvarez)假設流星撞擊殺死了所有非鳥類恐龍(nonavian dinosaur)之后,就有好多地質學家團隊搜尋可以解釋造成其他大規模滅絕事件的隕石撞擊證據,卻毫無所得。

什么也沒找到的朗皮諾,很快就把注意力轉向洪流玄武巖。 他注意到印度的德干暗色巖(Deccan Traps)形成的時間,差不多就是在?颂K魯伯(Chicxulub)隕石撞擊及白堊紀末大滅絕那個時候。 二迭紀末也有西伯利亞暗色巖(Siberian Traps)當標志,而且規模甚至還更大。

「我從擁護撞擊說變成擁護火山活動說,」他說。 他過去十年的研究都聚焦在和其他大規模滅絕事件以及海洋氧氣耗竭與酸化相關的洪流玄武巖上。

在1980年代要探索這樣的關聯是很困難的,因為當時的化石與巖石定年技術比較沒那么可靠。 但這五年來,先進的放射線定年方式為地質事件提供的時間戳愈來愈正確。 鈾鉛鋯定年法(Uranium-lead zircon dating)取代了正確性比較差的氬-氬定年法(argon-argon dating),而過去橫跨數百萬年的誤差區間,如今縮短到只有幾千年,大大提高了數據的分辨率。

有了這種新的具體性,地質學家可以有信心地說,熔巖流發生在瓜德魯普世末的10萬年內──從地質的角度來說根本就是一瞬間──跟化石紀錄中的滅絕危機也剛好符合。

朗皮諾在最近發表于《歷史生物學》期刊(Historical Biology)上的一篇研究中,和共同作者、南京大學的沈樹忠將峨嵋山暗色巖的最新數據以及瓜德魯普世末滅絕的生態嚴重性分析數據加以對照, 提出該次事件應列入六大滅絕事件。

瓜德魯普世末的生態系變化是非常劇烈的,這個團隊表示。 海洋中四處可見的巨大珊瑚與海綿礁石發生了大規模的崩潰,其他以碳酸鈣制造外殼的生物也是,因為酸化的海水會溶解牠們的殼。 看起來像外星戰艦、有凸緣外殼的巨大軟件動物就此永遠消失,另外有許多種稱為菊石(ammonites)的頭足動物也在此時滅絕了。

古生物學家對陸地上的傷亡了解的比較少,不過消失的物種中有一群頭骨厚實、名為恐頭獸(dinocephalian)的獸孔目動物(therapsid)。 這次危機之后,不會結種子的優勢蕨類,也被針葉樹與銀杏這類會結種子的裸子植物所超越。

修正紀錄

新的計算也厘清了整體化石紀錄中某些物種第一次與最后一次出現的時間。 學者引用了2016年的一項研究,該研究認為,因為糟糕的定年,使得許多在瓜德魯普世末滅絕的物種,被錯誤地歸到二迭紀末期,讓二迭紀末期滅絕的物種紀錄膨脹成有95%的海洋物種滅絕,而事實上的數字應該比較接近80%。

邦巴克指出,他有一點懷疑這項研究對瓜德魯普世末生態嚴重性的評估。 全球海平面在瓜德魯普世時期降到最低點,并在滅絕事件之后再度上升,這表示被保存在巖石里面、能讓古生物學家評估研究的瓜德魯普世珊瑚礁相對來說很少。

他說,「有些生態系不見了,可能只是保存下來的紀錄在質量──或是數量──方面的劣化所造成。 」在中國有一個例外,沈樹忠在中國做了二迭紀各時期海洋化石的定年,并把瓜德魯普世時期的生物群像描繪得更清楚。

話說回來,邦巴克最終還是同意朗皮諾和沈樹忠的看法,覺得也該是把瓜德魯普世列入五大滅絕事件的時候了:「這次滅絕確實跟五大滅絕事件相當。 」




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