地球上最大规模的灭绝事件是由什么造成的？

2.52亿年前，地球上最大规模的生物灭绝事件出现了。据估计，当时近九成的海洋生物和超过三分之二的陆地物种都没能幸免于难。这次全球性的灾难被称为二叠纪-三叠纪灭绝事件。

长期以来，科学家都认为，是西伯利亚地区超大规模的火山喷发产生了温室气体，造成全球气温飙升，使得地球变得死气沉沉，海洋和陆地生态系统完全崩溃。

然而，有关这次集群灭绝还有一些谜团没有解开。比如，气候变暖本身或许并不能带来如此毁灭性的灭绝，因为即使热带地区变得过于炎热，物种还会迁移到更凉爽的高纬度地区，就像今天地球上发生的那样。

而纵观地球历史，也发生过类似当时西伯利亚的大规模火山事件，其中许多都造成了物种灭绝，但并没有导致这般规模的危机。

最近，一项由由中国地质大学（武汉）等机构参与的最新研究发现，古气候中更短期的振荡或许能部分解答这些疑问。多年的特大厄尔尼诺现象是导致这次最大规模的生物灭绝的关键。团队揭示了为什么二叠纪-三叠纪快速变暖的气候变化对海洋和陆地上的所有生命形式具有如此毁灭性的影响——那时的地球在很长一段时间里是饱受干旱、野火和洪灾困扰的炼狱。研究已发表在《科学》上。

  特大厄尔尼诺  

研究调查了世界各地已灭绝的微型生物牙形石的齿化石材料中的氧同位素，并按比例计算出海水温度，揭示了变暖的规模。有了这些数据，再加上地球大气和海洋环流模式的模拟，他们得到了一幅大灭绝时期的更完整气候图景。

在二叠纪末，地球有一个被称为泛大陆（Pangaea）的超级大陆，它从一极延伸到另一极。古海洋特提斯海（Tethys）和泛大洋（Panthalassa）环绕着地球大部分地区。这个广阔的古海洋西部较暖，而东部则更冷。这很像今天的太平洋，稳定的信风将暖水堆积在西部。

但记录显示，随着大灭绝的临近，这种模式消失了，也就是说，暖水周期性地向东扩散，就好比今天的厄尔尼诺现象。研究认为，随着二氧化碳水平上升，严重的厄尔尼诺现象出现了。造成这种气候模式的变化相当深刻，因为厄尔尼诺现象的强度和持续时间比今天观测到的要长得多。

动画展示了约2.52亿年前二叠纪末期集群灭绝危机最热时期的全球月平均地表温度。地球上大部分地区全年大部分时间的气温至少在40摄氏度以上。（图/Alex Farnsworth，Univ. of Bristol）

我们或许多多少少都有体会，近年来，厄尔尼诺现象导致了降雨模式和气温发生了重大变化。例如，造成2024年6月北美热浪的极端天气，当时的气温比正常情况高出了约15℃。2023到2024年也是全球有记录以来最热的年份之一，原因是太平洋地区出现了强烈的厄尔尼诺现象，而人类活动导致的二氧化碳增加进一步加剧了这一现象，推动了世界各地严重的干旱和火灾。

幸运的是，迄今为止，这类事件每次只会持续一到两年。而二叠纪-三叠纪集群灭绝之所以如此不同，是因为当时厄尔尼诺现象持续了长达7年。

这些特大厄尔尼诺现象又对气候产生了正反馈。热带地区开始出现惊人的高温环境，继而蔓延到其他地区，导致植被枯萎。而植物是清除大气二氧化碳的基本要素，也是食物网的基础。

最终，高温侵入高纬度地区，几乎没有地方可以躲避日益恶劣的大气环境。基本上可以说，到处都太热了，简单的迁移再也无法解决问题。

这还解释了二叠纪-三叠纪灭绝事件中的另一个难题：陆地上的大灭绝比海洋中的要早几万年。那个时期的泛大陆沿海地区郁郁葱葱，广袤的内陆十分干旱，有点像一个放大版的澳大利亚，这可能让它对厄尔尼诺和拉尼娜现象相当敏感。最初，海洋可能躲过了温度上升的影响，但特大厄尔尼诺现象很快让陆地温度超过了大多数物种的热耐受能力——速度之快，让它们完全来不及适应。

  剧烈的变化  

这还暗示着，全球变暖问题不仅仅是天气酷热难耐，而是环境的剧烈变化。

温室气体的增加不仅让地球上大部分地区变暖，还增加了天气和气候的多变性，让地球环境变得更“狂野”，比如长达十年的大范围干旱，随后又是多年洪水。像过山车一般变化无常的环境，对生物是极大的挑战。

这项结果也有助于解释在相关岩层中发现的大量炭。如果气候干旱，野火就非常普遍。陆地陷入了燃烧的危机状态，海洋也死气沉沉。一切生物都无处藏身。

剖面图显示了2.52亿年前世界各地常见的极度干燥的地表。（图/University of Bristol and China University of Geosciences (Wuhan)）

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  自然的重置  

特大厄尔尼诺现象并没有排除其他灭绝因素的可能性，它可能在火山爆发等背景下推动了灭绝事件的发生。

二叠纪-三叠纪灭绝事件几乎是有史以来最接近生命完全毁灭的一次。但值得庆幸的是，还是有少数生物幸存了下来，如果没有它们，我们今天也不会在这里。这几乎成了地球生命的终结，但又不完全是。

集群灭绝可以说是地球自然系统沿着不同路径重置生命和进化的核心。二叠纪-三叠纪灭绝事件虽然是毁灭性的，但它最终见证了恐龙的崛起。而之后恐龙经历的白垩纪-古近纪灭绝事件，又让哺乳动物和人类迎来了曙光。