集群滅絕指的是那些在地質時間尺度上很短一段時間裡，絕大部分生命被完全抹去的事件。在地球的生命史上，集群滅絕反複出現。除了衆所周知的五次著名的大滅絕事件之外，已知的集群滅絕事件其實還有十幾次。

地球生命曆史上的五次大滅絕事件，和疑似正在發生的第六次大滅絕。

公認的第五次大滅絕、也是最著名的一次集群滅絕，就是白垩紀-古近紀（K-Pg）滅絕事件，它大約發生在6600萬年前的白垩紀末期，殺死了恐龍以及當時地球上70%的生命。

通常認為，在這次滅絕事件中，一顆十幾千米大的隕石撞上了地球，落向今天的墨西哥尤卡坦半島，給地球留下了一道深深的疤痕，也就是希克蘇魯伯撞擊坑。

然而，一項新研究認為，大多數集群滅絕都有一個共同點：它們都發生在會噴出大量火山熔岩和有毒氣體，時間長達數十萬年甚至百萬年的“超級噴發”事件之後。著名的K-Pg滅絕事件也不例外。

在過去5.4億年中（顯生宙），五次最大的集群滅絕中的四次，以及其他一些更小的、但仍波及全球的集群滅絕，都與産生大火成岩省的主要熔岩事件相關。這一結果也證實了許多地質學家多年來的懷疑。研究已發表在《美國國家科學院院刊》上。

數千年來反複噴發的影響

集群滅絕事件背後的原因一直是科學界争論的焦點。以K-Pg滅絕事件為例，雖然許多科學家認為，隕石撞擊是這背後的罪魁。但地質學家後來發現，在此次撞擊之前，地球上實際上已經出現了長時間的噴發，并留下了被稱為德幹暗色岩的溢流玄武岩。長期的噴發會排放大量二氧化硫，使地球冷卻，并導緻可以在這些化石記錄中尋到蹤迹的集群死亡。

一些研究人員認為，集群滅絕和溢流玄武岩事件之間存在的相關性是顯而易見的。在這項新研究中，一組研究人員找到了一個新的切入點來研究這個問題。他們仔細研究了噴發的實際速率，這一速率可能與改變氣候的氣體被注入大氣的速率有關。通過分析來看，研究人員發現，這一速率的确非常重要。

在這項研究中，他們調查了大火成岩省，它指的是包含超過100000立方千米的岩漿的火成岩區域。可以做一個對比，1980年美國華盛頓州聖海倫斯火山噴發，涉及的岩漿量還不到1立方千米。

德幹暗色岩（圖／Wikipedia）

德幹暗色岩就是大火成岩省的一個例子，這裡層疊的熔岩流呈現類似階梯狀的結構，它在100萬年的時間裡噴發，噴出的熔岩流至少500千米的距離，有些地方近2千米厚。而這些大型火山噴發産生的階梯狀的巨大火成岩區域，似乎在時間上與集群滅絕和其他重要的氣候和環境事件相一緻。

團隊将現有的對溢流玄武岩噴發的最佳估計，與地質記錄中物種快速死亡的時期進行比較。為了證明這種相關性不僅僅是偶然的，他們還檢查了噴發是否與随機産生的模式一樣，并以一億個類似模式重複，随後确定，噴發和滅絕之間的相關性是随機的可能性僅為百分之一。

可以這麼理解，雖然很難确定某次特定的火山噴發是否導緻了某次特定的集群滅絕，但這項結果讓科學家很難忽視火山活動在滅絕中的作用。

研究人員介紹，就噴發速率而言，似乎有一個阈值，超過這個阈值，就會出現集群滅絕，低于這個阈值，可能會出現一些輕微的氣候擾動，但不會出現滅絕地球上一半生命的情況。

比如，在白垩紀和古近紀之交，無論是否發生撞擊事件，都很有可能會發生某種程度的集群滅絕，德幹暗色岩的噴發，幾乎注定了K-Pg滅絕事件的發生。當然，撞擊無疑讓事情變得更糟了——隕石給了地球生命最後的緻命一擊。

地球曆史的故事

溢流玄武岩噴發在地質記錄中并算不常見。上一次規模相當但明顯更小一些的噴發，發生在約1600萬年前的太平洋西北地區，産生了哥倫比亞河玄武岩省。噴發伴随着大量二氧化碳的釋放，二氧化碳使大氣變暖，而二氧化硫則使大氣變冷。

最近的證據表明，導緻集群滅絕的冷卻往往發生在變暖之後，因為二氧化碳在岩漿中的溶解度比硫磺低，所以會首先被排放出來。

對溢流玄武岩事件的時間的更準确估計，是提供更好的噴發速率估計的關鍵，這使得這項研究得以進行。目前，科學界得出這類定量結論的能力，一直受到高精度地質年代學數據的限制。因此，這也是地質年代學的重要性的一個典型案例。

我們對地球曆史的故事仍然知之甚少，未來或許還有更多手段幫助我們回溯過去的時光。

參考來源：

https://news.berkeley.edu/2022/09/12/mega-eruptions-linked-to-most-mass-extinctions-over-past-500-million-years/

https://home.dartmouth.edu/news/2022/09/what-killed-dinosaurs-and-other-life-earth

封面圖&首圖：Tanya Grypachevskaya/Unsplash Photo Community

更多精彩资讯请关注tft每日頭條，我们将持续为您更新最新资讯!