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古生物研究院冯卓团队在二叠纪—三叠纪之交环境研究取得新进展

2023-05-15  

近日,古生物研究院陈剑波博士、冯卓研究员联合中国科学院地球化学研究所、中国科学院南京地质古生物研究所、南京大学等多家单位,基于滇东、黔西地区不同相区的钻孔岩芯,开展了高分辨率沉积地球化学研究。通过对不同沉积环境(高地、滨海)下多种地球化学指标的综合对比研究,为PTB非海相环境沉积汞(Hg)的富集机制及其环境指示意义提供了新的认识。本研究于近日在线发表于国际地质学与地球化学领域顶级期刊Earth and Planetary Science Letters。

2.5亿年前的二叠纪—三叠纪之交(简称PTB)发生了地球历史中规模最大的生物灭绝事件,造成超过81%的海洋生物、89%的陆生脊椎动物和大多数植物群落的消失。长期以来,这次生物灭绝事件的成因与发生机制一直是地球科学研究的热点之一。目前较为公认的是西伯利亚大火成岩省等大规模火山活动是导致此次生物灭绝事件的原因,因为大规模火山作用触发了一系列极端环境事件,如温室效应、海洋缺氧、海水酸化、野火频发、土壤侵蚀加剧、酸雨、紫外线辐射异常等。这些极端环境事件对于当今人类社会并不陌生,因此不少学者认为,当今地球正在经历又一次生物大灭绝。远古时期生物灾难事件及其背后的环境变迁研究,对当今全球变化背景下的人类社会发展具有重要启示意义。

陈剑波等采用汞同位素的奇数Hg非质量相关分馏(Δ199Hg)示踪,发现陆相高地环境只记录了背景信号,少量的Hg富集来自大气汞直接沉降或者陆源输入,而非火山来源Hg的直接沉降。相反,在滨海低地环境中的Hg富集特征极为明显,Δ199Hg示踪表明陆地生态系统中发生的极端环境事件(如野火频发、土壤侵蚀加剧)导致的陆源输入剧烈增加是造成该地Hg富集的主要原因,并不是像以往所认为的由火山输入引起。通过海相、海陆过渡相、陆相三种不同环境的对比结果表明,不同相区Hg的地球化学差异代表了陆相高地与低地环境中陆地生态系统崩溃存在时间上的先后差异。

古生物研究院陈剑波博士与地球化学研究所孙广义副研究员为该论文的共同第一作者,冯卓研究员与南京大学张飞飞教授为共同通讯作者。得到中科院先导专项、第二次青藏科考、云南大学等项目资助。

论文信息:Chen, J., Sun, G., Lu, B., Ma, R.Y., Xiao, Z., Cai, Y.F., Zhang, H., Shen, S.Z, Zhang, F., Feng, Z., 2023. Inconsistent mercury records from terrestrial upland to coastal lowland across the Permian-Triassic transition. Earth and Planetary Science Letters, 614: 118195.

链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0012821X2300208X

1. 以西伯利亚大火成岩省为代表的大规模火山活动造成二叠纪—三叠纪之交海洋、陆地生态系统的崩溃(改自Feng et al., 2020; Chapman et al., 2022; Huang et al., 2023)

2. 本研究剖面位于滇东黔西地区二叠纪—三叠纪之交陆相、海陆过渡相不同相区

3. 滇东黔西PTB非海相环境滨海低地(A)、陆相高地(B)高分辨率沉积地球化学对比图

4. 华南不同相区沉积Hg信号证实了高地与低地环境中陆地生态系统崩溃存异时性

供稿:古生物研究院

编辑:奚利

责任编辑:李哲


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