科学网(kexue.com)讯 冰岛最活跃的火山之一——格里姆(Grimsvotn)火山当地时间21日开始喷发,让人担心一年前火山爆发瘫痪欧洲航空业的旧事可能重演。不过,专家表示,这样的事情应该不会重演。
据报道,冰岛气象局通报称,格里姆火山21日开始冒烟。冰岛当局已经把火山方圆220公里的范围划分为禁航区。
格里姆火山位于冰岛东南方向一座冰河下方,它上一次爆发已经是七年前的事了。
据报道,这次火山活动是预料中的事,地质学家说,喷发的规模不大。去年4月,冰岛埃亚菲亚德拉冰盖火山爆发,导致欧洲大部分地区航空交通大乱的状况,应该不至于重演。
一批冰岛专家22日将搭乘海岸巡逻队的飞机升空,到火山上方勘查,届时应该会有更准确的判断。
报道介绍说,人烟稀少的冰岛是全世界火山活动最频繁的地区之一,火山爆发最直接的影响就是造成冰河融化,引发水灾,不过很少导致人员伤亡。(科学网-kexue.com 蜘蛛侠)
火山剧烈爆发时,炽热的火山岩浆,低沉压抑的灰云,还有震耳欲聋的爆裂声,由此打破天地间的宁谧。如今闪电也成为大自然火药库中的一员,现代高速摄影的发展使科学家们能借此记录下火山闪电迸发的瞬间瑰丽与奇异。
智利 柴藤火山
智利的柴藤火山沉睡了9500年,终于在2008年5月2日这天喷发。短短数日,这座高出海平面1122米的火山喷薄出大量灰云,绵延了30000米,弥漫在整个安第斯山脉上空。从外太空很容易看到,灰云被高层风吹往东南方向,横扫邻近国家阿根廷的整个上空,最后消散于南太平洋上。
紫藤火山
柴藤火山的海拔并不出众,但它曾出现过无比震撼的火山闪电,算是弥补了这一缺陷。由于很难在这种严酷的环境里安装感应器,火山学家们也没弄清产生这些闪电的具体原因。有种看法称,旋转着的灰云能里含有静电,当大量集聚后,就会释放出耀眼的闪电。
冰岛 拉冰盖火山
2010年3月20日,冰岛的拉冰盖火山自1823年喷发后首次猛烈咆哮。整个过程毁掉了欧洲大部分地区的航班,也给摄影家们提供了一次千载难逢的机会记录下很多火山闪电的壮观画面。
拉冰盖火山喷发后留下的灰烬是由数量较少的流动岩浆形成的。大量的灰云使得冰岛南区黑漆一片,唯有大量的闪电十分夺目。
拉冰盖火山上空的霹雳
尽管拉冰盖火山在2010年只高度活跃了2个月左右,火山学家们仍期待着它的下一场精彩“演出”。坐落于它附近是一座名叫卡特拉的火山,史上关于它的喷发记录主要是在920年,1612年,以及1821至1823年间的那三场,且都距离拉冰盖火山喷发后不久。
意大利 维苏威火山
维苏威火山,位于意大利那不勒斯市以东约9公里,盛名饮誉全球,但也十分危险。自庞贝和赫库兰尼姆两座古城被摧毁后,它连续喷发了几十次,最近一次是在1944年的春天,当时几十架美国轰炸机因掉落的火山灰和炽热的岩石而化为乌有。
毁掉庞贝城的维苏威火山
维苏威火山的喷发有一定周期性,据史料记载,19世纪它喷发过8次,20世纪为3次。长久的沉睡通常会招致更加猛烈的爆发。如今大约有几百万人靠着火山口和斜坡居住。
日本 樱岛火山
樱岛火山坐落于日本鹿儿岛以南的鹿儿岛湾,是座拥有三座火山顶的复合火山。它曾经是座小岛,1914年的那场喷发产生了大量火山岩浆,流淌了数月后使得小岛变成了陆地。1955年,樱岛火山进入活跃期,其中2010年那场大规模喷发让全世界上的火山爱好者们都惊喜不已。
樱岛火山的红色激情
樱岛火山产生的岩浆足以与22,000年那场史上最强的火山喷发相媲美,形成了如今长17千米宽23千米的火山口。若今天发生相似规模的喷发,生灵的死伤将难以估计。
巴布亚新几内亚 塔乌鲁火山
新不列颠岛是位于新几内亚岛东部的一座镰刀状的小岛,岛上腊包尔火山口周围的活火山为数不多,塔乌鲁火山是其中一座。1944年塔乌鲁与伏尔甘两座火山同时喷发,造成5人死亡,其中一人死于火山闪电。
塔乌鲁火山的史诗传奇
由于位置偏僻,塔乌鲁火山或许鲜为人知,但它的喷发充满史诗的传奇色彩。1937年,与伏尔甘的同时喷发造成500多人死亡,而2006年的那场喷发强度之大,使得震碎的玻璃冲至12公里以外。最近一场喷发在2009年的1月,照历史经验看,下一场咆哮近在咫尺。
美国 阿拉斯加堡垒火山
堡垒火山位于阿拉斯加的安克雷奇西南部约180千米,是座海拔2700米的成层火山,蠢蠢欲动着随时喷发。它活跃了几千年,20世纪的喷发了不下4次,最近一次是在2009年初。
堡垒火山的声光盛宴
2009年3月,堡垒山为一支力图解开火山闪电之谜的探险队上演了一场声光盛宴,探险队利用特写镜头发了笔意外之财。“这场闪电的强烈程度大体相当如我们在美国中西部地区见过的雷暴,甚至更强,”美国新墨西哥工学院一位物理学家这般说,“无线电频率噪音强度之大,持续之久,使得当地居民连超高频电视台都收不到。”
日本 新燃岳火山
新燃岳火山,是日本西南部雾岛号火山群的一部分,今年1月底开始了大规模喷发,这是1959年以来最大的一次喷发,也是本世纪第三次大喷发。最近该火山持续喷发大量密集汹涌的灰云,夜间在蓝白相间闪电的照耀下,明晰可见。
新燃岳火山在去年苏醒
作为詹姆斯.邦德的一部电影《雷霆谷》里“幽灵总部”的所在地,新燃岳火山更加盛名在外。毋庸置疑,这绝对是一座让你浑身战栗的火山。
以上这世界七大火山闪电的画面,美得如此惊心动魄,是否能让你为之折服?如果能够亲临其境,或许更有别样感受。(中国国家地理网 实习编辑 吴丹)
4月18日,日本雾岛新燃岳火山再次发生小规模喷发,山顶惊现“火山雷”。据日本气象厅称,这是雾岛新燃岳继9日发生小规模喷发后,本月第二次喷发。
美国犹他州大学的科学家绘制了第一幅黄石国家公园地幔柱导电性的大比例图像。根据这幅图像,这个地幔柱的体积超过此前使用地震波绘制的图像。犹他州大学研究员罗伯特•史密斯教授表示:“我们采用了全新的方式绘画,了解黄石的火山根源。”
在2009年12月进行的一项研究中,史密斯利用地震波绘制出负责为黄石火山“供料”的“热区”管道系统的最为详细的图像。地震波在冷岩中的穿行速度较快,热岩中的速度较慢。有关地震波速度的测量数据用于绘制一幅三维图像,就像利用X射线产生CT扫描图一样。
2009年的图像显示,部分溶化的炙热岩石构成的地幔柱与黄石火山成60度角,向西/西北延伸150英里(约合241公里),向蒙大拿州-爱达荷州交界处地下至少延伸410英里(约合659公里),这是地震波成像能够“看到”的最远区域。
新研究中,黄石地幔柱导电性——由溶化的硅酸盐岩石和混合在部分溶化的岩石中的炙热咸水产生——图像显示,地幔柱的导电性可能以40度的角度缓慢向西下降,从东向西可能延伸了400英里(约合643公里)。史密斯表示,黄石地幔柱的地电和地震波图像存在差异,因为“我们呈现的是不同的东西”。地震波图像主要关注延缓地震波的溶化或部分溶化的岩石,地电图像则关注导电的咸液体。研究论文合著者迈克尔•扎达诺夫说:“地幔柱的导电性与周围岩石不相上下,接近海水。”
研究人员表示地幔柱地电图像倾斜度较小说明,地震波图像——有点像一个倾斜的龙卷风——可能被一个更大的由部分溶化的岩石和液体构成的地下套封住。史密斯说:“地电图像呈现的地幔柱体积更大。我们可以做出这样一种推断,即存在比地震波图像呈现的更多液体。尽管存在这种差异,这个导电体的位置在两种图像中大致相同,并且拥有类似的几何结构。”
扎达诺夫2010年指出,其他研究人员在一次比较黄石地下导电和地震特征的会议上公布了初步发现,但所涉及的深度较浅,面积也较小。研究人员利用地球探测计划获取的数据,研究北美洲的结构和演化。由于涉及的数据数量巨大,利用这些数据对黄石地幔柱成像是一项计算处理方面的挑战。这些数据是由跨黄石国家公园的怀俄明州、蒙大拿州和爱达荷州的115座观测站收集的,观测站装有电和磁场传感器。
研究人员在一台超级电脑上进行模拟,根据已知的地下结构预测一个平面上预计中的电与磁场测量数据。这允许真实的平面测量数据进行“倒转”,绘制地下结构的图像。扎达诺夫表示,超级计算机历时大约18个小时完成绘制地幔柱地电图像所需要的所有计算。绘制黄石地幔柱地电图像需要200万像素。
根据这项新研究,黄石火山发生另一次灾难性喷发的可能性微乎其微。过去200万年时间里,这座超级火山曾发生3次灾难性喷发。大约1700万年前,由部分溶化的炙热岩石构成的地幔柱(被称之为黄石热区)在现今俄勒冈州-爱达荷州-内华达州交界附近第一次喷发。随着北美洲缓缓向西南方向移动,沿东北方向——现在的爱达荷州斯内克河平原——共发生140多次大规模喷发,是地球上已知规模最大的喷发之一。
大约200万年前,热区最终抵达黄石,共发生3次灾难性喷发,分别是在大约200万年前,130万年前和64.2万年前。其中的两次喷发喷出的火山灰覆盖了北美半数地区,火山灰数量分别是1980年华盛顿州圣海伦火山喷发的2500倍和1000倍。在大规模喷发之间,黄石也多次发生小规模喷发,最近一次是在7万年前。犹他州大学的研究论文将刊登在《地球物理研究快报》上。(任秋凌)
黄石国家公园地幔柱导电性的第一幅大比例图像
黄石国家公园地跨怀俄明州、蒙大拿州和爱达荷州,过去210万年时间里曾发生3次灾难性喷发
世界上最大的超级火山——美国黄石火山由部分溶化的炙热岩石构成的地幔柱负责“供料”,根据美国研究人员进行的一项新研究,这个地幔柱的体积超过科学家此前的预计。
美国犹他州大学的科学家绘制了第一幅黄石国家公园地幔柱导电性的大比例图像。根据这幅图像,这个地幔柱的体积超过此前使用地震波绘制的图像。犹他州大学研究员罗伯特•史密斯教授表示:“我们采用了全新的方式绘画,了解黄石的火山根源。”
在2009年12月进行的一项研究中,史密斯利用地震波绘制出负责为黄石火山“供料”的“热区”管道系统的最为详细的图像。地震波在冷岩中的穿行速度较快,热岩中的速度较慢。有关地震波速度的测量数据用于绘制一幅三维图像,就像利用X射线产生CT扫描图一样。
2009年的图像显示,部分溶化的炙热岩石构成的地幔柱与黄石火山成60度角,向西/西北延伸150英里(约合241公里),向蒙大拿州-爱达荷州交界处地下至少延伸410英里(约合659公里),这是地震波成像能够“看到”的最远区域。
新研究中,黄石地幔柱导电性——由溶化的硅酸盐岩石和混合在部分溶化的岩石中的炙热咸水产生——图像显示,地幔柱的导电性可能以40度的角度缓慢向西下降,从东向西可能延伸了400英里(约合643公里)。史密斯表示,黄石地幔柱的地电和地震波图像存在差异,因为“我们呈现的是不同的东西”。地震波图像主要关注延缓地震波的溶化或部分溶化的岩石,地电图像则关注导电的咸液体。研究论文合著者迈克尔•扎达诺夫说:“地幔柱的导电性与周围岩石不相上下,接近海水。”
研究人员表示地幔柱地电图像倾斜度较小说明,地震波图像——有点像一个倾斜的龙卷风——可能被一个更大的由部分溶化的岩石和液体构成的地下套封住。史密斯说:“地电图像呈现的地幔柱体积更大。我们可以做出这样一种推断,即存在比地震波图像呈现的更多液体。尽管存在这种差异,这个导电体的位置在两种图像中大致相同,并且拥有类似的几何结构。”
扎达诺夫2010年指出,其他研究人员在一次比较黄石地下导电和地震特征的会议上公布了初步发现,但所涉及的深度较浅,面积也较小。研究人员利用地球探测计划获取的数据,研究北美洲的结构和演化。由于涉及的数据数量巨大,利用这些数据对黄石地幔柱成像是一项计算处理方面的挑战。这些数据是由跨黄石国家公园的怀俄明州、蒙大拿州和爱达荷州的115座观测站收集的,观测站装有电和磁场传感器。
研究人员在一台超级电脑上进行模拟,根据已知的地下结构预测一个平面上预计中的电与磁场测量数据。这允许真实的平面测量数据进行“倒转”,绘制地下结构的图像。扎达诺夫表示,超级计算机历时大约18个小时完成绘制地幔柱地电图像所需要的所有计算。绘制黄石地幔柱地电图像需要200万像素。
根据这项新研究,黄石火山发生另一次灾难性喷发的可能性微乎其微。过去200万年时间里,这座超级火山曾发生3次灾难性喷发。大约1700万年前,由部分溶化的炙热岩石构成的地幔柱(被称之为黄石热区)在现今俄勒冈州-爱达荷州-内华达州交界附近第一次喷发。随着北美洲缓缓向西南方向移动,沿东北方向——现在的爱达荷州斯内克河平原——共发生140多次大规模喷发,是地球上已知规模最大的喷发之一。
大约200万年前,热区最终抵达黄石,共发生3次灾难性喷发,分别是在大约200万年前,130万年前和64.2万年前。其中的两次喷发喷出的火山灰覆盖了北美半数地区,火山灰数量分别是1980年华盛顿州圣海伦火山喷发的2500倍和1000倍。在大规模喷发之间,黄石也多次发生小规模喷发,最近一次是在7万年前。犹他州大学的研究论文将刊登在《地球物理研究快报》上。(任秋凌)
新华网马尼拉4月9日电(记者赵洁民)菲律宾火山地震研究所9日发布公告说,由于距首都马尼拉以南65公里处的塔阿尔火山显现喷发迹象,因此将该火山警戒级别由1级提高至2级。
菲律宾火山地震研究所观测到,塔阿尔火山口湖每天释放的二氧化碳量从2月份的1875吨增加到3月底的4670吨。本周在火山周围进行的地面变形观测显示,火山体与2月份相比又有膨胀,另外主火山口的北面和东北面地区蒸汽活动加剧,有时发出“嘶嘶”的声音。这些证据都表明塔阿尔火山的警戒级别已达2级,即有喷发的可能。
菲律宾火山地震研究所说,火山可能会突然喷发出有毒气体,公众应远离火山周围危险地区。
菲律宾处于太平洋的火山带上,火山喷发和地震都很频繁。塔阿尔火山是菲律宾已知22座活火山中最活跃的火山之一,有记录的喷发共33次,上次喷发是在1977年,由于火山口周围的塔阿尔湖吸纳了溢流出的岩浆,因此未造成人员伤亡。
受地震和海啸影响,日本的象征—富士山的火山变得更加活跃,有喷发迹象。
特大地震对火山带产生了影响。据神奈川县温泉地学研究所观测,箱根町火山周围近日连续发生地震,已观测到850次地震,其中震级最高达4.8级。
近日,东京以南100公里处的静岗县发生了6.4级的余震,东京也有震感。据分析,此次地震是受11日发生的大地震影响而形成的。值得注意的是,这次地震的震源就位于富士山下。
报道指出虽然现在富士山附近还没有发现特别明显的火山活动变化,但已经感知到这一地区的大型火山口有摇动的迹象。
火山不断喷发,气候干燥炎热,海水下降,臭气弥漫,在2.52亿年前的二叠纪末,地球上究竟发生了什么……
二叠纪的植物模拟图
前不久,中国科学院南京地质古生物研究所研究的“中国的乐平统和二叠纪末生物大灭绝”项目获得了国家自然科学奖二等奖,这个项目对2.52亿年前地球上一次最严重的生物大灭绝事件进行了详细研究,在灭绝的时间和形成原因上提出了一些新观点,这项研究对评估当今的地球环境变化具有重要的启示。
而在2.52亿年前,地球上究竟发生了什么?那时都有哪些生物?为什么后来都灭绝了?中国科学院南京地质古生物研究所的研究人员为记者进行了详细讲述。
“在遥远的2.6亿~2.52亿年前,地球的这个历史阶段被称为乐平世。这时的地球上有一个名叫古特提斯洋的海洋,另外还有一个由冈瓦纳、劳亚和西伯利亚三块大陆板块构成的统一陆地,叫泛大陆,三面环抱着海洋。在这个海洋东部的深水区域里,生活着一大群稀奇古怪却又自由自在的生物,我们的故事也就从这里开始……”
古特提斯海洋里有哪些独特的底栖生物
这些生物可能自己也不知道自己的祖先来自哪里,因为那是太遥远的记忆了。但它们知道的是,除非发生巨大的灾难,不然它们是不会离开这里的,因为这里的环境多好啊:这里处于古特提斯海洋的中心,又靠近赤道,阳光充足,温度适宜,海水营养丰富,有着各种各样的“美食”;当然,海里也有一些大个子的家伙,这些家伙很凶猛,有锋利的牙齿,有的还长着闪闪发亮的鳞片,在海里横行霸道,不过那些被它们吃的小家伙们繁殖得也快,数量很多,所以大家都不怕哪天自己家族都被吃光了,一直相安无事。
在这群生物里,最小的就是那些以海水中的营养物质为营养的细菌了,这些细菌小得几乎看不见,但它们数量惊人,随处可见,而且它们的生存能力最强,从地球上出现生物开始,它们就一直存在了。因为它们的存在,给比它们高一等的生物提供了食物来源。
而比细菌大一些的生物可能就是那些珊瑚虫或有孔虫了,珊瑚的家族谱系非常庞大,比如有四射珊瑚、六射珊瑚、横板珊瑚等等,四射或六射是根据珊瑚虫的特征来命名的。
蜓类化石
而在广阔的海底,还生活着另外一个大家族,那就是蜓类家族,蜓类不是我们现在说的蜻蜓家族,它是二叠纪古特提斯海洋中一个特有的“有孔虫”家族,可以说“前无古人,后无来者”。蜓类家族的个头也不大,一般只有几毫米,大的也就1厘米左右。蜓类家族也有很多分支,比如有个体非常小、像喇叭的喇叭蜓,还有像纺锤的古纺锤蜓,而大型的蜓类家族有新希瓦格蜓等。这些蜓类也喜欢聚集在一起生活,经常一发现就是一大群。
再大一些的生物就有腕足类的贝壳,比如长身贝类、直形贝类等,那时候的贝壳和我们现在看到的不一样,这些贝壳的形状很奇特,就是两片壳不都是鼓起来的,其中有一片往往是凹进去的,而且里面还有两个“触须”一样的东西,当它们饿时,它们就会张开双壳,摄取海水里飘来飘去的浮游生物。
除了贝壳,这片海洋里还有各种海绵、海百合,甚至从寒武纪(5亿年前)就出现的三叶虫到现在还生活在这里。
古特提斯海洋中的海上霸王是谁
而以上所介绍的各种生物大多都是属于底栖类生物,就是说它们平时基本上都固着于海底,不会到处乱跑,也没办法跑,除了三叶虫这样的节肢动物,有脚可以滑动水面“行走”。
而这时称霸海里的生物应该就是至今还不知啥模样的牙形动物和鱼类家族了,它们可以在广阔的海洋里到处游走,属于“主动摄食”家族,经常横行海里。这些动物有牙齿,可以残忍地将食物撕碎,而鱼类个头又大,据说它们最大的长达好几米,所以其他生物都很怕遇到它们,如果遇到它们正饥饿,那就只有等着成为它们的“盘中餐”了。
总之,在这片古老的古特提斯海洋里,由于气候温暖,生物的种类是极其繁多的。
而在这片海域几万公里之外的陆地上,又是一个不同的世界。
[2.52亿年前的陆地生物]
二叠纪的陆地生物也很丰富
二叠纪时期的地球陆地就是一块贯通南北两极的泛大陆,大陆之间紧密连接。这时候的陆地气候大部分温暖潮湿,不过在中纬度地区也有一块宽阔的沙漠干旱地带,南极也有一个巨大的冰盖。
因为气候温暖潮湿,陆地的动植物繁殖生长得非常旺盛,而且有的个头还都非常大。这时候的植物以蕨类为主。因为水分充足,生态环境好,树木都长得异常高大茂盛,一棵棵都是参天大树,起码有十几米高,叶子也很肥大。这时最为繁盛的是鳞木(蕨类植物)、柯达树(裸子植物)和大羽羊齿,形成了茂密的森林。
因为植物茂密,飞鸟走兽也兴旺。这时的陆地上出现了许多两栖类和爬行类脊椎动物,比如麝足兽、二齿兽等等,这些爬行动物也高大威猛,身长有五六米,长得有点像现在的蜥蜴。另外也有恐龙的祖先,如杯龙目爬行类。此外这时也出现了哺乳动物,比如兽口目动物。而生活在不同地方的动物,长相可能稍微有点差别,比如在寒冷的地区,这些动物可能还披着厚厚的长毛,就跟长毛象差不多。
三叶虫化石
[大灭绝前发生了哪些异象]
环境恶化,一股不明臭气弥漫全球
这是一个欣欣向荣的时代,但又是危险与生机并存的时代,地震、火山喷发、森林大火、陨石坠落时不时会发生,一切都在不经意间变化着。
从乐平世早期开始,气候突然出现异常的变化,地壳在不停地移动,火山还在不断地喷发,其中还发生过几次大规模的火山喷发事件,比如峨眉山火山大爆发,很多生物类群在这次大喷发中丧生,甚至出现灭门的现象。
与此同时,让海洋生物不得而知的是,当时海水水位也开始渐渐下降,那些海水究竟去了哪里了呢?那些只能固着在海底的生物直到暴晒而亡的那刻都没想通这个道理。
海平面下降的同时,气候也开始变得越来越干燥了,大气二氧化碳开始增加,温度越来越高,就连海里都感觉到非常沉闷,氧气逐渐减少,犹如一潭死水,有点过于沉寂了。没过多久,大规模火山喷发导致空气中传来一阵阵腥臭,像是发臭的鸡蛋的味道,气味越来越浓,生活在海底和陆地的生物,凡是不能适应这种恶化的环境的只能留下来等死。
整个海洋就像一个“病人”,连陆地上的动物都感觉到了。整个地球都布满了硫磺味的臭气,大群大群的动植物被毒死,只有少量的留存了下来。
[2.52亿年后的今天]
东部那片海域变成了一座山
这就是整个二叠纪末大灭绝的过程,这次事件中,海洋中95%以上和陆地上75%以上的生物物种都遭遇灭绝,是地球经历的五次大灭绝中最严重的一次,它使演化进程产生重大转折。这次大灭绝,成为古生代和中生代的界石。
沧海桑田,经过2.52亿年的演化,地球形成了今天我们这样的格局,原来的古大洋被分割成了今天的五大洋,而那群生活在古特提斯海洋东部海域的海洋生物,早已被埋藏在地下,直到上世纪,一群科学家在当年这片海域的某一位置,也就是今天的浙江长兴煤山地区,发现了那群已经埋藏两亿多年的生物,它们形成了一块块化石,有的成为标定地质年代的“金钉子”。
但我们的故事还没有结束,关于那次灭绝的原因,我们需要这些化石来告诉我们答案。
链接
地球历史曾发生过五次生物大灭绝。
第一次生物大灭绝
时间:距今4.4亿年前的奥陶纪末期。事件:导致大约85%的物种灭绝。
第二次生物大灭绝
时间:距今3.65亿年前的泥盆纪后期。事件:海洋生物遭受了灭顶之灾。
第三次生物大灭绝
时间:距今2.52亿年前的二叠纪末期。事件:导致海洋95%以上和陆地75%以上的生物物种大灭绝。
第四次生物大灭绝
时间:距今2亿年前的三叠纪晚期。事件:爬行类动物遭遇重创。
第五次生物大灭绝
时间:6500万年前后,白垩纪晚期。事件:侏罗纪以来长期统治地球的恐龙灭绝了。
二叠纪末
生物大灭绝的幕后黑手是谁?
是天外来客引发这次生物大灭绝?
大规模火山喷发导致大灭绝?
2.52亿年前的二叠纪末生物大灭绝,被公认为地球五次大灭绝中最惨重的一次。究竟是什么导致了这次生物大灭绝?为什么海平面会下降?为什么二叠纪末的地球弥漫了一股臭味?这些臭味究竟来自哪里?谁是这起事件的幕后“黑手”?一直以来,科学家们都在寻找着答案。
猜想一
天外来客“砸死”地球生物?
从上世纪80年代开始,中科院南京古生物研究所就开始着手二叠纪末生物大灭绝的研究,带头领导这个项目的负责人是已故古生物专家金玉玕,接着好几位研究人员也相继加入。
南京古生物研究所的曹长群研究员告诉记者,通过对浙江长兴煤山等全球很多处二叠纪化石和地层的研究,金玉玕等最终推断出二叠纪末生物大灭绝是由两幕组成,一次发生在大约2.6亿年前,被称为前乐平世灭绝事件,这次生物灭绝事件与我们国家著名的峨眉山玄武岩喷发在时间上基本相同;另一次发生在二叠纪最末期(大约2.52亿年前),这次事件灭绝速度快,影响的范围涉及全球几乎所有的化石门类,持续的时间短,估计在30万年内,这在地质年代上可以说是非常短暂的时期了。
而二叠纪末生物大灭绝的原因,长期以来一直是一个争论的热点。2000年,金玉玕等人在《科学》上发表了论文,认为是瞬间事件导致了生物的灭绝,因为二叠纪末期发生的生物灭绝速度太快了。所以有美、日等科学家推断2.52亿年前有一颗小行星或者彗星猛烈地撞击了地球,其威力巨大,造成的强烈震波迅速席卷全球,瞬间杀死了上千平方公里内的所有生物。更厉害的是,这次撞击激起了巨量的尘埃,这些尘埃悬浮在空中遮天蔽日,一方面造成全球气温下降,另一方面又阻碍了生物的光合作用,使整个生态系统遭到严重破坏……如同6500万年前,恐龙的灭绝一样。当时,这种观点一度风靡一时,受到媒体和民众的普遍关注。
当时的总总,让科学家们都认为罪魁祸首就是“天外来客”。但随后,随着进一步的深入研究,另一个可能的“凶手”逐渐浮出水面。
猜想二
大规模火山喷发导致大灭绝?
上世纪90年代,科学家在西伯利亚的冻土层下面发现了绵延数千公里的火山岩,这一套岩石的分布区被称为“西伯利亚大火成岩省”。实际上,二叠纪末的大规模火山活动从2.6亿年前我国的峨眉山玄武岩喷发一直到2.5亿年前西伯利亚的玄武岩大火山喷发。“当时西伯利亚的火山喷发面积特别巨大,相当于现在俄罗斯一半国土都是熔岩分布区。”
曹长群说,想象一下当时火山喷发的场面有多壮观:连绵数千公里的地壳被火山熔岩撕裂,岩浆如洪水般涌出,在数千万平方公里土地上肆虐蔓延……而且,我国华南地区位置这里也有火山爆发。那究竟是不是火山惹的祸,导致了当时地球生物的大灭绝?但曹长群说,西伯利亚大规模火山喷发只是导致2.52亿年前生物大灭绝的一个幕后凶手,它不是打死生物的那颗“子弹”。
因为,2.52亿年前生物的灭绝只用了30万年,而二叠纪末大火山一直持续不断爆发了8百万年。如果是火山爆发导致生物大灭绝,为什么直到最后的30万年生物才突然灭绝?这就让火山爆发导致生物大灭绝,显得难以自圆其说。
猜想三
无比活跃的板块运动是幕后黑手?
既不是陨石砸绝了地球生物,也难以用西伯利亚大火山来解释地球生物的最大灭绝事件,那究竟是什么原因导致了二叠纪末(2.52亿年前)生物的大灭绝?
记者看了当时研究小组展示的全球古地理分布图。那时候,全球形成了统一的一个大陆,称为泛大陆。但中国大部还几乎是一片汪洋,整个华南处于古特提斯洋东侧。但随后,地壳发生了翻天覆地的变化。大陆板块构造出现了大运动,地震和火山喷发不断发生,让海洋和陆地渐渐分离。接着产生一系列连锁反应。
反应一:板块运动导致大海退,并形成局限海
地球这种活跃的板块构造运动,导致了当时的大海退,当时海平面下降得厉害。“海水直降200米”海水都到哪里去了?曹长群笑着回答,由于地球不停歇的板块运动,让海底扭曲得厉害,尤其是凹陷特别严重。让海底从盆变成了桶,水都跑桶底去了。
而这种剧烈的板块运动,让海底巨变的同时,也让大海从“大床单”变成了局限海,直接影响了海底洋流的沟通。海水无法沟通,从而影响了海底洋流的交换。“本来大海的洋流,冷水往下冲,而暖水往上走,这样不断交换的洋流确保了海洋中各个层次的营养。”曹长群说,渔民们都是跟着洋流去找鱼的,因为洋流方向鱼儿聚集得多。遗憾的是,那时候的大海,已经成了局限海,停止了洋流活动。这样一来,海洋温度无法实现梯度交换,海水变成了不动的“静水”,渐渐地变成了死水。
反应二:局限海使得大洋环流终止导致气候变暖
由于大洋环流的减缓或者终止,极地和赤道海水以及海水上下不进行交换,这直接影响到了当时的气候,气候变得异常干燥。
当时陆地上的动物们开始了忙碌的大迁徙,原本在赤道生活的动物,跑到地球两极附近去生活了;就连有花植物也往两极迁徙了。
曹长群说,二叠纪末,地球气候变得很暖和很干燥。这也导致了森林火灾。通过对当时生物化石的研究,发现当时的森林常常会莫名自燃。
反应三:硫化氢气体无法排放,大量聚集毒死生物
由于地球板块构造运动,加上火山,以及海平面降低等,造成当时生态系统的紊乱。推动大洋环流的温度梯度没有了,形成了温室效应,使得当时地面风化作用加强。于是陆地上富含营养的土壤、植物都被搬运到了大海中。
在煤山和其他地区,曹长群等也发现了很多陆地风化增强的分子化石证据。要知道,2.52亿年前,浙江的煤山是一片深海。而跑到海里去的土壤含有丰富的营养,这打破了海里的营养结构平衡。让海洋低等生物瞬间大爆发。
真正让海里生物难以生存的,是一种叫硫化氢的有毒气体。正常情况下,硫化氢通过大洋环流和上升涌流,不断循环到空气中,消散了。但由于大洋环流没有了,储存在海底的大量硫化物无法释放到大气中,就不断聚集,并且向上扩散。它们一直扩散到距离海面20米左右的透光带。硫化氢扩散到的地方,几乎没有活物。“最严重的时候,就像现代的黑海,只有少量生物(例如:水母)能繁盛。”而距海平面20米左右的位置,正好是藻类生活的地方,由于不断涌上来的硫化氢,也让一些藻类活活毒死。
曹长群说,在距海面20米左右的岩石中,他们找到了一种绿硫细菌。这种细菌对周边环境的要求出奇苛刻,不仅要求缺氧和充足的光线,而且只喜欢硫化氢,只生活在距海面20米深的透光层。这种绿硫细菌证明,当时在海下20米深的地方,已经被硫化氢占满了。如果不占满,就不会出现那么多绿硫细菌。
“可以说,当时的海洋中弥漫着一股浓烈的臭鸡蛋味。”随后,硫化氢从海洋弥散到大气中,向大气喷发,造成了植物的变异。“正常的花粉只有两个孢子囊,但二叠纪末的花粉囊居然有三四个孢子囊。这说明当时的植物已经产生了基因突变,并不是正常的状态。”
曹长群说,硫化氢的慢慢扩散,让海里生物大规模灭绝,然后扩散到陆地生物的灭绝。
如今的黑海就类似二叠纪末的海洋
对比2.52亿年前,今天我们的地球是否会发生第六次生物大灭绝事件呢?因为如今的地球也是多灾多难,温室效应,臭氧层的破坏,气候变暖,污染严重……
曹长群说,现在的黑海倒是有点像二叠纪末的海洋,里面除了水母没有任何生物,海平面20米以下也存在大量的嗜硫细菌。不过,黑海的面积很小,还不足以影响全球的海洋。二叠纪末的灾难是因为剧烈的板块运动引起的,而如今我们还不存在这种现象。至于现在的温室效应,也远没有二叠纪末的那么严重,而环境的污染,这需要人类好好珍惜地球,如果真有哪天把地球又搞臭了,那离大灭绝也不远了。(戎丹妍 胡玉梅)