我国学者与海外合作者在二叠纪–三叠纪过渡期陆地生态系统碳-硫循环方面取得进展

日期:2025-11-03  来源: 地球科学部     作者: 黄元耕 郑袁明   【 】   【 打印 】  【 关闭

图 二叠纪–三叠纪过渡期不同纬度地区碳-硫循环扰动与剧烈环境波动过程

  发生在2.5亿年前的二叠纪末生物大灭绝事件是地球历史上最严重的生物灾难事件,造成了超过80%的海洋物种和70%的陆地脊椎动物灭绝。学界普遍认为,位于北半球中–高纬度地区的西伯利亚大火成岩省大规模火山作用引发了全球海洋和陆地环境的剧烈波动,是造成二叠纪末灾难事件的主要原因。然而该火山作用能否导致全球等时的陆地生物–环境扰动事件仍然存在巨大争议。

  在国家自然科学基金项目(批准号:42325201、42572030、42293280、42325301)等资助下,云南大学古生物研究院冯卓研究员植物古生态团队,联合中国科学院广州地球化学研究所、南京大学、美国加州大学戴维斯分校学者,综合利用沉积地球化学和古生物学方法,对古赤道附近的海陆过渡相地层开展了系统研究。该研究引入多硫同位素体系(d34Spy、D33S)等多指标综合分析技术,证实了华夏植物群植被系统的突然崩溃引发了严重的碳–硫循环异常;与南半球高纬度地区同样存在植被系统崩溃与碳–硫循环异常现象对比发现,二者在时间上存在约60万年的差异——高纬度地区的生态危机比低纬度地区要早得多。因此推断得出,西伯利亚大规模火山作用并未导致陆地生态系统在全球尺度上发生“同步”(synchronous)的生物–环境扰动,尤其是对陆地生态系统并非全球性“均一”(homogeneous)打击过程,而是由一系列区域性陆生态系统(如森林系统)突破“生态安全阈值”(tipping point)而崩溃后引发的系统危机。该研究提出的“区域性植被破坏后的风化反馈”(regional postdeforestation weathering feedback)是驱动这种异质性的关键机制。

  相关成果以“Regional postdeforestation weathering feedback drove diachronous C-S cycle perturbations during the end-Permian crisis(区域性植被破坏后风化反馈驱动二叠纪末危机中C–S循环的非同步性扰动)”为题,于2025年10月27日在线发表于《美国科学院院刊》(Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America),文章链接为https://doi.org/10.1073/pnas.2504841122。