二叠纪大灭绝：“大死亡”时期地球生命几乎消失

从生命在地球上出现的那一刻起，死亡就紧随其后。在 2.5 亿年前的二叠纪大灭绝期间，死亡几乎追上了生命。他们称之为“大死亡”并非空穴来风——95% 的海洋物种和四分之三的陆地物种因此灭绝，这是有史以来规模最大的火山爆发，引发了毁灭性的气候变化时期，许多研究人员将其与今天的全球变暖相提并论。

灭绝恐龙的事件更引人注目，但它无法与二叠纪相比，二叠纪是“五大灭绝事件”中的第三大灭绝事件。这场灾难是地球生命最绝望的时期。而且，与许多灭绝事件不同的是，大多数科学家都同意其主要原因：“火山活动已相当明确地成为稳固的答案，”加州大学伯克利分校的地球物理学家 Paul Renne 说。

这一理论的证据来自俄罗斯的西伯利亚暗色岩，这是二叠纪晚期剧烈火山活动留下的广阔熔岩流。总而言之，岩浆层覆盖了超过 50 万立方英里——足以将整个世界埋藏约 20 英尺的深度。然而，它们并非像圣海伦斯火山或喀拉喀托火山那样。Renne 说：“这些火山爆发非常、非常不同。它们更像夏威夷。它们只是慢慢流淌覆盖大片区域的熔岩流。”

在 20 世纪 90 年代，Renne 和他的同事首次确定了西伯利亚暗色岩的年代，将其与灭绝的化石记录几乎完美地匹配起来。自那时以来，更多的分析完善了这一年代顺序，加强了自复杂生命首次出现以来最巨量的火山活动与有史以来最严重的生物死亡之间的联系。

这些火山爆发本会释放出巨量的二氧化碳，而且地下岩浆在点燃煤层时，可能还会释放更多。“你在地表看到的只是其中一部分，”Renne 说。但他指出，“仅仅全球变暖这个事实，并不能告诉你关于灭绝机制的任何信息。”究竟是什么摧毁了生物圈？

“温室地球”

罪魁祸首可能是一系列气候变化。如此极端的火山活动肯定会导致气温升高，因为温室气体充斥大气层。但它也可能导致寒潮，因为颗粒物会阻挡阳光。与西伯利亚暗色岩最接近的现代类似物是 1783 年冰岛的拉基火山爆发，这次爆发使北半球的平均气温下降了 1.8 华氏度。其熔岩产量仅为 3 立方英里。

然而，从长远来看，气温显然在上升。二叠纪的地球本来就是一个温暖的地方——加州大学伯克利分校的古植物学家 Cindy Looy 说：“你基本上是从一个温室行星变成了一个炙热的行星。”

她最近的一些研究表明，臭氧层的破裂使植物容易受到紫外线的伤害。这些射线可能不会伤害植物本身，但 Looy 发现了它们畸形的が花粉和孢子。这些畸变会阻碍繁殖并逐渐减少种群数量。“如果你只是等一段时间，就会发生一次灭绝，”Looy 说，“但如果你在灭绝发生时身处那个环境中，你可能什么也看不到。”

当时的木炭化石表明，大范围的火灾帮助夷平了森林，科学家们也探测到全球真菌激增，它们很可能以腐烂的木材为食。酸雨也可能导致森林砍伐。无论发生什么，植被减少意味着碳储存减少，从而导致二氧化碳含量更高。

海洋生物的死亡方式有所不同，但根源相同：二氧化碳的涌入导致海洋变暖和酸化。温暖的水含氧量较低，意味着许多动物可能窒息而死。一项研究估计，近地表水温升高了灾难性的 50 华氏度，而氧气含量下降了 80%。与此同时，酸性水使许多海洋生物无法产生它们生存所需的碳酸钙骨骼和外壳。

受害者与幸存者

三叶虫在经历了两次大灭绝后，最终也未能幸免于这些新的威胁。许多造礁珊瑚也是如此，它们支撑着无数其他的海洋物种。但这是第一次，灭绝也对陆地产生了影响。二叠纪大灭绝是动植物首次登陆干地后发生的第一次大灭绝。

那时，真正的森林遍布世界各地，提供了我们今天在陆地环境中看到的许多生态位。哺乳动物现在扮演的各种角色，当时则由合弓纲动物承担，它们通常被描述为类似哺乳动物的爬行动物，统治世界长达数千万年。

其中最令人惊叹的是异齿龙，一种 10 英尺长的食肉动物，看起来像一只带有拱形帆的科莫多巨蜥。带牙的兽颌兽是它们那个时代的剑齿虎。还有二齿兽，这是一个多样化且常见的有牙食草动物群体，拥有像乌龟一样的喙。“它们的体型从老鼠到大象不等，”北卡罗来纳州自然科学博物馆的古生物学家兼馆长 Christian Kammerer 说。其中一些较大的可能成群地在史前景观中放牧。

灭绝结束时，这些顶级掠食者只剩下一个属，但令人惊讶的是，它却蓬勃发展。水龙兽——一种“灾难物种”，或在对大多数物种致命的条件下茁壮成长的生物——是“二叠纪末期灭绝的代表，”芝加哥菲尔德博物馆的古生物学家 Pia Viglietti 说。

它们是如何生存下来的？首先，它们是穴居动物。Kammerer 指出，以现代草原犬鼠和裸鼹鼠为例，它们适应了低氧水平。这可能帮助水龙兽忍受了对其他动物来说越来越无法呼吸的大气。它也可能为它们提供了逃避灼热的中午阳光及其紫外线照射的避难所。根据最近的一项研究，它们甚至可能进入了一种类似冬眠的状态，称为蛰伏。

古老的警告

尽管有水龙兽来重新繁衍地球，但合弓纲动物“从未恢复其生态多样性，”Kammerer 说。公平地说，它们是所有现存哺乳动物的祖先。但在三叠纪，随着新一轮奇特生物的崛起争夺统治地位，它们逐渐淡出了人们的视野。

“我认为大多数古生物学家都会同意，三叠纪的陆地脊椎动物是最奇特的，”Kammerer 说。“这是一个充满巨大实验的时代。”你也可以称之为试错时代——它的许多产物并没有持续多久。

一个死胡子是圆齿龙，一种“嘴巴像吸尘器一样”的海洋动物，他说。另一个是梵克利瓦怪，它似乎不确定自己是蛇、蜥蜴还是鳗鱼。曲爪龙，一种“像猴子一样的蜥蜴”的生物，尾巴尖上有一个爪子，可能是用来挂在树枝上的。“这种多样性的繁荣，真的只有在灭绝 shake 了笼子之后才成为可能，”Kammerer 说。“它打破了合弓纲动物的统治地位，”导致了生态上的自由竞争。

从那场混战中走出了恐龙。事实上，Viglietti 说，通过推翻合弓纲动物，“这次灭绝事件基本上促成了恐龙的崛起。”当然，最终它们也遭遇了同样的命运。然后，哺乳动物——合弓纲动物唯一的现存后代——崛起成为统治者，6500 万年后达到顶峰，而其中一个物种可能单枪匹马地让历史重演：人类。

一些专家认为我们正朝着重现二叠纪大灭绝的方向发展，但很难说当时的具体情况有多相似。例如，尚不清楚 2.5 亿年前引发这场灾难的温室气体量是多少。“了解我们的气候能承受多少气体将会很有用，”Renne 说，“出于我们自己的自私目的。”

如果目前的变暖确实与过去相似，那么有一点尤其严峻：Viglietti 说，一旦死亡在二叠纪降临，“其影响相当长久”。煤炭和珊瑚记录中的空白表明，陆地和水生生态系统用了数百万年才完全恢复。“我认为二叠纪末期最重要的一条信息是，当我们达到那个临界点时，情况需要很长时间才能好转——数百万年，”她说。“我们可能活不到看到地球恢复的那一天。”

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