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    我國學者在晚二疊世-早三疊世火山作用與生物絕滅關系研究方面取得重要進展

    日期 2019-12-18   來源:地球科學部   作者:李薇 陳康  【 】   【打印】   【關閉

    圖1 華南巢湖地區晚二疊世-早三疊世汞含量、汞同位素及其它環境指標組成特征

     

    圖2 印度Guryul Ravin地區晚二疊世-早三疊世汞含量、汞同位素及其它環境指標組成特征

      在國家自然科學基金項目(批準號:41673011,41473006,41272025)等的資助下,中國地質大學(武漢)地質過程與礦產資源國家重點實驗室趙來時和陳中強研究組在晚二疊世-早三疊世火山作用與生物絕滅及后期復蘇關系的研究方面取得重要進展。相關成果以“Global Mercury Cycle during the End-Permian Mass Extinction and Subsequent Early Triassic Recovery”(晚二疊世生物大絕滅及早三疊世生物復蘇期間的全球汞異常)為題,于2019年5月1日在線發表在Earth and Planetary Science Letters(《地球與行星科學通報》)上。論文鏈接:https://doi.org/10.1016/j.epsl.2019.02.026。

      二疊紀-三疊紀之交發生了顯生宙以來最大的一次生物絕滅事件,并伴隨著環境和氣候的災變。與之具有時間耦合關系的西伯利亞大火成巖省被廣泛認為可能是此次生物與環境惡化的主要原因,但西伯利亞火山與生物絕滅過程之間的因果聯系因為缺少直接有效的地球化學證據而依然撲朔迷離。另外,絕滅后生態系統在早三疊世經歷了極其漫長和曲折的復蘇,其與西伯利亞大火成巖省是否有關尚未可知。

      為了解決上述科學問題,該研究組在華南和印度選取了多個不同水深的二疊紀-三疊紀剖面,利用汞元素及其同位素,對火山作用記錄進行了示蹤。研究顯示,多個剖面在絕滅區間都表現出了汞元素的富集(圖1和圖2)。汞同位素組成證實了大氣火山汞的來源,揭示了西伯利亞火山作用與晚二疊世生物大絕滅的相關性。另外,汞含量和汞同位素在不同水深的剖面中表現出了一定的梯度變化。相對于淺水相剖面,深水剖面由于較少受到陸源汞的干擾而能更好地記錄原始火山大氣汞的信號。相反,早三疊世樣品中的汞含量很低,且與鋁含量存在明顯的相關性。同時早三疊世樣品具有相對較低的Δ199Hg值(圖1和圖2),指示了主要為陸源汞的輸入,暗示了西伯利亞大火成巖省在早三疊世并沒有強烈的噴發。相關研究不僅證實了西伯利亞火山和二疊紀-三疊紀生物大絕滅及后期生物復蘇之間的關系,還新發現了汞含量及汞同位素在不同沉積相中存在梯度的變化,為汞元素在古老地層的應用提供了理論依據和新視角。




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