科学家揭秘3.59亿年前大灭绝事件：气候变暖耗尽臭氧层，同样一幕可能重演

南安普敦大学的研究人员更深入地研究了大约3.59亿年前发生的灭绝事件。根据他们的研究，由于臭氧层遭破坏，过量的紫外线（UV）辐射破坏了地球的大部分海洋生物和绿色植物。此外，他们的发现为当今地球持续变暖带来了一幕沉重的迹象：气候变暖也会耗尽臭氧层，成为大灭绝背后的“罪魁祸首”。

在过去的地质时代中，发生了许多大规模的灭绝事件。最“著名”的一场就导致了大约6600万年前的恐龙灭绝。据认为，它们的破坏是由一颗小行星撞击地球造成的。

此外，还有两场是由大规模火山喷发造成的，火山喷发造成了行星海洋和大气的不平衡。另一件事发生在二叠纪大垂死的末期，据斯坦福大学说，这消灭了地球上96％的水生物种。

科学家发现了证据，表明在大约3.59亿年前的泥盆纪地质时期（the Devonian period），高水平的紫外线辐射导致森林生态系统崩溃并杀死水生动物物种。

他们的研究表明，强烈的冰河时代之后变暖的温度可能导致臭氧崩溃。研究人员认为，地球可能会达到可比的温度，因此可能面临与过去相同的后果。

他们的研究结果发表在《科学进展》（Science Advances）杂志上。此外，这项研究的部分资金来自国家地理学会的资助。它也与剑桥大学塞奇威克地球科学博物馆合作。

正是在3.59亿年前，泥盆纪时期结束，部分生物从1200万年前的大灭绝中恢复过来，但气候仍然混乱，原本的热带地区甚至形成了冰川。然后，正当地球从这一冰河时代开始变暖时，居然很快又有一次灭绝发生了。

这看起来似乎是没有道理的。但最近从保存在格陵兰东部古老湖泊沉积物中的蕨类植物的孢子中，科学家们找到了背后的罪魁祸首：当时，地球上的保护性臭氧层突然被剥夺，使地表生命暴露于引起突变的紫外线（UV）辐射之下。

南安普顿大学的古生物学家约翰·马歇尔（John Marshall）和他的合著者在发表的论文中称，灭绝即将来临时，孢子变得畸形且变暗，表明DNA受到破坏。他说，有证据表明“所有的臭氧保护措施都没有了。”

长期以来，科学家一直认为，至少在人类成为主宰力量之前，地球上的生物大灭绝仅有两种方式：小行星撞击或大规模火山爆发。

但是2年前，研究人员发现了证据，表明在地球最严重的灭绝中（2.52亿年前的二叠纪末期），火山将西伯利亚盐沉积物放到了平流层，在那里它们可能提供了化学反应，使臭氧层被消灭，整个森林系统经历浩劫。

宾夕法尼亚大学的古生物学家劳伦·萨伦（Lauren Sallan）说，现在，特殊时期的孢子成为一个令人信服的例子，即使没有爆发，气候变暖也会耗尽臭氧层。“由于证据如此充分，它将使人们重新思考其他大规模灭绝事件。”

岩石讲述的故事

科学家们通过彻底观察石头，可以发现很多东西，具体取决于岩石的类型和组成。

该团队在南美的探险期间收集了各种岩石样品。他们提供了有关在泥盆纪冰盖融化边缘发生的情况的线索，这使他们能够在靠近极点和赤道附近的灭绝事件之间进行比较。

然后在实验室中将岩石溶解在氢氟酸中。溶解的岩石释放出微观的植物孢子，这些孢子被保存了数亿年。通过显微镜检查，科学家们发现许多孢子在其表面上都形成了奇异的刺。

据研究人员称，这些刺突的形成是由于紫外线辐射破坏了它们的DNA。此外，他们发现许多孢子壁上都带有深色色素。这些深色的“墙”被认为是抵御不断增加和有害的紫外线水平的保护性“屏障”。

马歇尔认为，气候变暖引发了夏季更大的雷暴天气，这可能向平流层注入了消耗臭氧的水和盐混合物。随着紫外线杀死森林的生物，营养物质流入海中可能导致浮游生物和藻类大量繁殖，这会在失控的反馈中产生更多破坏臭氧层的盐。他说：“看来这可能是一场完美的风暴。”

根据他们的发现，科学家得出结论：在全球变暖迅速的时期，臭氧层曾坍塌了很短的一段时间。此外，臭氧的崩溃使地球上的生命暴露于有害的紫外线辐射水平，因此引发了大规模的灭绝事件。这影响了泥盆纪-石炭纪边界的陆地和浅水区的生命。

阿巴拉契亚州立大学地球化学家莎拉·卡迈克尔（Sarah Carmichael）说，马歇尔的情景不仅可以解释灭绝的原因，而且可以解释该时期的出现许多天然气矿床。它们是由腐烂的有机物形成的，但是没有人解释浮游生物生长所需的激增。枯林中的养分径流本来可以养活海洋生物。

从气候变化到气候紧急状态

南安普顿大学海洋与地球科学学院的首席研究员约翰·马歇尔（John Marshall）教授说，我们的臭氧层目前处于变化状态。他补充说，他们过去曾经看到过这种模式，在这种模式下，没有必要使用刺激或推动力。

他还说，目前的近似计算表明，地球将达到与3.6亿年前相似的全球温度。此外，他们说，有可能再次发生类似的臭氧层崩溃，使地表和浅海生物受到有害辐射的危险。

这也预示了当今变暖世界中可能发生的情况。但是大气科学家对现在是否正在发生这些臭氧消耗几乎无法达成共识，更不用说几亿年前了。现在发生的消耗比预期的要多，但是尚不清楚它们是否引起破坏性反应。

迈阿密大学的大气化学家埃利奥特·阿特拉斯（Elliot Atlas）研究了这种动力学，他对马歇尔的理论表示怀疑。他说，它需要对模型进行更严格的测试。 

编译/前瞻经济学人APP资讯组

参考来源：http://www.sciencetimes.com/articles/25838/20200527/repeat-one-biggest-extinctions-caused-ozone-layer-erosion-359m-years.htm

https://www.sciencemag.org/news/2020/05/no-asteroids-or-volcanoes-needed-ancient-mass-extinction-tied-ozone-loss-warming

https://advances.sciencemag.org/content/6/22/eaba0768