图1 二叠纪末生命大灭绝过程中同位素组成和大气、海洋环境变化关系图解
在国家自然科学基金项目（批准号：41721002、41890842）等资助下，中国科学技术大学沈延安教授团队对加拿大北极地区Sverdrup盆地的Buchanan Lake剖面进行了高精度镍（Ni）同位素分析，提出了“西伯利亚大火成岩省喷发产生的含Ni气溶胶是二叠纪末生命大灭绝的重要因素”这一新观点。研究成果题为“以Ni同位素揭示西伯利亚大火成岩省气溶胶与二叠纪末生物大灭绝之关联（Nickel isotopes link Siberian Traps aerosol particles to the end-Permian mass extinction）”，于2021年4月1日发表在《自然通讯》（Nature Communications），第一作者为李梦涵博士。论文链接：https://doi.org/10.1038/s41467-021-22066-7。
二叠纪末（约2.52亿年前）生命大灭绝事件造成了全球海洋中超过90%以及陆地上超过75%的生物消失，然而这次生命灭绝的机制一直是地球科学领域的未解之谜。一般认为此次生命大灭绝和环境巨变与西伯利亚大火成岩省活动关系密切，但最新高精度定年显示西伯利亚大火成岩省的初始喷发要早于二叠纪末生命大灭绝事件约30万年。
从古地理位置来看，Sverdrup盆地距离西伯利亚大火成岩省约2万公里，且处于其下风口。因此，该盆地是研究二叠纪末火山喷发如何驱动环境变化的理想场所。沈延安团队通过对典型剖面高精度Ni同位素分析发现，Ni同位素的组成与当时海水中的氧气含量及化学组成具有良好的相关关系。Ni同位素组成能够清晰地记录含Ni气溶胶从火山喷发、大气传输到进入海洋这一过程。含Ni气溶胶大规模沉降提高了海洋的初级生产力，大量消耗了海水中的氧气，造成海洋的缺氧和酸化，这对二叠纪末生命大灭绝起到重要的推动作用。
该项研究应用Ni同位素解析生命灭绝过程中的海洋环境变化，建立了西伯利亚大火成岩省喷发与全球环境变化之间的成因联系，为理解二叠纪末生命大灭绝提供了新视角。