高山峽谷、草原森林、江河湖海、沙漠戈壁……在地球這顆藍色星球上，分布著豐富多彩的地質地貌和生物。然而，研究發現，自地球現代生態系統形成以來，至少發生過5次生物大滅絕。其中，2.52億年前發生的二疊紀末生物大滅絕是最大的一次，有超過八成的海洋和陸地物種消失，地球生態系統一度回到地球早期的原始狀態。

　　導致二疊紀末生物大滅絕的主要原因是什麼？為了解開這一謎題，中美科研人員展開了長期合作研究。龙8long8国际1994年，美國麻省理工學院、美國自然歷史博物館的科研人員來到浙江長興煤山、廣西來賓蓬萊灘等剖面，與中國學者進行聯合野外考察，開啟雙方在該領域的合作。今年2月，中美兩國科研人員在國際學術刊物《科學進展》上發表最新研究成果，測定了二疊紀末低緯度地區發生陸地生物大滅絕的精確時間，揭示了不同生態系統對環境惡化有不同的響應速度。

　　從地質演變史看，二疊紀時形成了一個統一的聯合古陸（泛大陸），當時全球海平面大幅下降，在泛大陸及其周邊很少有保存完整的海相二疊系—三疊系界線剖面。而中國華南地區位於古特提斯洋的東側，含有保存完整的海相連續剖面，這為研究二疊紀末生物大滅絕提供了獨一無二的天然條件。30年來，中美科學家聯合攻關，取得了一系列重要科研成果。

　　第一，測定二疊紀末低緯度地區發生陸地生物大滅絕的精確時間。此前科學界普遍認為，此次生物大滅絕發生在約2.5億年前，但對於不同地區、不同生態系統的大滅絕進程，還缺乏更為細致的研究。中美研究人員通過10余年的野外採樣和高精度同位素測年，首次精確測定了二疊紀末低緯度地區陸地生物大滅絕的具體時間約為2.52億年前。最新結果表明，在二疊紀末，赤道等低緯度地區的陸地生物大滅絕至少比海洋生物大滅絕開始時間晚約6萬年，比高緯度地區的陸地生物大滅絕開始晚約43萬年，從而表明高緯度地區對地球環境災變事件的響應可能更早。

　　第二，建立此次生物大滅絕的定量化模式。由於化石記錄不完整，如何建立生物大滅絕的精確模式也是一個難題。中美科研人員利用約束最優化法和置信區間等統計分析方法，建立華南和西藏等地區的突發式生物大滅絕模式，這個定量化模式表明2.52億年前大量海洋生物在很短的時間內快速消亡。

　　研究人員還根據全球古生物大數據庫，對大滅絕前后不同緯度帶的生物多樣性變化進行了統計分析。結果顯示，低緯度地區不僅生物滅絕發生得較晚，滅絕率也相對較低，這可能說明當時低緯度地區的陸地生態系統具有更高的環境抗壓能力。研究認為，在二疊紀末，陸地生物大滅絕最早開始於高緯度地區，逐漸推進到中、低緯度地區。而海洋生態系統的崩潰則有獨特的統一模式，總體來說發生得更為迅速。

　　第三，確定此次生物大滅絕的主要原因。學界此前認為此次生物大滅絕是一個長期過程，可能經歷了上千萬年，與當時的大規模海平面下降有關。2004年，中美科研人員在南京召開專題研討會，探討如何解開這次生物滅絕事件的原因。科研人員還在煤山剖面打了兩個科學鑽。通過一系列地球化學環境指標的研究和分析，科研人員發現這次生物大滅絕經歷的時間非常短暫，伴隨有碳、氧同位素的急劇變化。這說明，與大規模岩漿和火山活動相關的大量溫室氣體排放和快速升溫，導致當時海水缺氧、酸化、陸地干旱化和植被系統崩潰等，這是2.52億年前生物大滅絕的主要原因。

　　數十億年的地球歷史為我們提供了一個天然的實驗室。二疊紀末生物大滅絕的研究進展再次發出警醒，地球表面大規模碳排放和快速升溫可能對地球生態系統和生物多樣性造成嚴重威脅，對人類生存和發展構成重大風險。

　　地球科學的研究急需新范式、跨圈層交叉研究，需要古—今、海—陸、冷—熱和長—短等不同維度的對比研究。中美科研人員發揮各自優長，在探索地球生命演化與碳循環方面正開啟新的合作進程。

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