中新網(wǎng)南京1月7日電 (記者 楊顏慈)據(jù)中國(guó)科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所7日消息，該所劉鋒研究員與英國(guó)、德國(guó)等地的同行合作，通過研究化石花粉粒中“防曬霜”含量的變化，發(fā)現(xiàn)臭氧層破壞是導(dǎo)致二疊紀(jì)末陸地生物大滅絕的直接證據(jù)。
研究成果在線發(fā)表于國(guó)際知名期刊《科學(xué)進(jìn)展》(Science Advances)。
科研人員介紹，2.52億年前的二疊紀(jì)末期大滅絕事件是顯生宙最大一次滅絕事件，造成了約81%的海洋物種和89%的陸地物種滅絕，其主要原因被認(rèn)為是大規(guī)模火山噴發(fā)導(dǎo)致的環(huán)境變化，但仍缺乏環(huán)境因素影響陸地生態(tài)系統(tǒng)的直接證據(jù)。
圖為本次研究的藏南曲布剖面二疊紀(jì)末期黑色頁(yè)巖。 南古所 供圖科學(xué)家們普遍認(rèn)為二疊紀(jì)末期西伯利亞大火成巖省的噴發(fā)造成的全球溫室氣體增加，全球變暖以及海洋酸化可能是引起這次滅絕的主要誘因。但對(duì)于這些環(huán)境因素如何影響陸地生態(tài)系統(tǒng)到目前還有很多爭(zhēng)論。
“為了適應(yīng)陸地輻射環(huán)境，陸生植物演化出了一些調(diào)控機(jī)制，以減少紫外線對(duì)植物體的傷害。”劉鋒介紹，在植物體的生殖細(xì)胞中這種機(jī)制表現(xiàn)為植物的孢子和花粉的外壁中含有大量功能與“防曬霜”十分相似的化合物。
這些化合物可抵抗紫外線引起的氧化作用，從而保護(hù)脆弱的孢子和花粉。因此，理論上可以通過對(duì)這些孢子和花粉中“防曬霜”含量的測(cè)定反推地質(zhì)歷史時(shí)期大氣紫外線輻射強(qiáng)度。
該研究團(tuán)隊(duì)運(yùn)用傅里葉變換紅外光譜，對(duì)產(chǎn)自中國(guó)西藏南部的1011粒阿里型花粉中的香豆酸和阿魏酸進(jìn)行了定量測(cè)量。通過大數(shù)據(jù)分析，發(fā)現(xiàn)在二疊紀(jì)末大滅絕期間地層中花粉外壁的香豆酸和阿魏酸含量明顯高于滅絕前后化石花粉中該化合物的含量。“防曬霜”含量的變化，證實(shí)了二疊紀(jì)末期大滅絕期間存在全球紫外線輻射增加的現(xiàn)象。
臭氧層破壞引起的紫外線輻射增加對(duì)陸地食物鏈的影響。 南古所 供圖劉鋒介紹，研究團(tuán)隊(duì)也對(duì)剖面地層的有機(jī)碳同位素和汞的濃度進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)這兩個(gè)指標(biāo)的異常波動(dòng)與化石花粉中出現(xiàn)大量香豆酸和阿魏酸的層位基本相當(dāng)，進(jìn)一步確認(rèn)二疊紀(jì)末期全球紫外線輻射的增加可能是由于當(dāng)時(shí)劇烈的火山活動(dòng)引起的。
該研究得到國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)、第二次青藏高原科學(xué)考察與研究、中科院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)(B類)、德國(guó)研究基金會(huì)等機(jī)構(gòu)的資助。(完)
