含镍气溶胶可能导致二叠纪末的大规模灭绝

4月5日，记者从中国科技大学获悉，沈燕安课题组以高精度镍同位素分析为主要手段，对加拿大北极地区晚二叠世-早三叠世地层进行了系统研究，提出了西伯利亚大火成岩省喷发产生的含镍气溶胶是二叠纪末生物灭绝的重要因素的新观点。相关研究成果近日发表在综合性学术期刊《自然通讯》上。

二叠纪末，大约2.5亿年前，地球上发生了一次最大的生物灭绝事件，导致90%以上的海洋生物和70%以上的陆地生物消失。近30年来，国内外学者认为，生命灭绝和环境剧变的根源在于西伯利亚火成岩省的喷发。然而，最近的精确年龄测试表明，西伯利亚的大火成岩省在二叠纪结束前30万年开始喷发。因此，大火成岩省的爆发与生物灭绝之间的亲缘关系已成为地球生物学领域中一个尚未解决的重要科学问题。

研究人员选择了加拿大北极斯维尔德鲁普盆地的布坎南湖部分。经过高精度的镍同位素测试，发现镍同位素的组成与当时海水的含氧量和化学成分有很好的相关性。二叠纪末期，镍的含量突然从142.8 ppm下降到36.4 ppm。根据这项研究，西伯利亚火成岩省的喷发形成了大量的含镍气溶胶，通过全球大气环流输送，沉降到海洋和陆地。斯维尔德鲁普盆地的镍同位素组成清楚地记录了从火山喷发、大气输送到海洋化学成分变化的系统过程。大量的含镍气溶胶提高了海洋的初级生产力，同时消耗了海水中的大量氧气，造成海洋缺氧酸化等环境后果。大量含镍气溶胶的沉积也造成了陆生生物生长环境的恶化，因为过量的镍不利于植物的光合作用和呼吸作用，限制了植物的生长和多样性，最终导致植物死亡。