
生命的存在是地球區(qū)分其它類地行星的顯著標(biāo)志,但生命演化并非是線性發(fā)展的,而是被周期性的生命滅絕所打斷和重塑。大量研究表明,陸地大火成巖省(LIPs)噴發(fā)和隕石撞擊是導(dǎo)致生命滅絕的重要驅(qū)動(dòng)因素,在地球歷史上“五次大滅絕”中,至少有三次與之相關(guān)。然而,顯生宙期間發(fā)生了超過(guò)160次滅絕事件,陸地大火成巖省噴發(fā)和隕石撞擊記錄尚不足以解釋如此多的滅絕案例。因此,必然還存在其他潛在的、頻繁發(fā)生的地質(zhì)事件促使了生命滅絕。
三疊紀(jì)是顯生宙中唯一一個(gè)以生物大滅絕開(kāi)始,又以生物大滅絕結(jié)束的地質(zhì)時(shí)代。該時(shí)期還經(jīng)歷了1次重大滅絕事件及13次屬級(jí)生物多樣性衰減事件,發(fā)生了多次極端氣候擾動(dòng)(如卡尼期洪積事件)、至少四次隕石撞擊以及多期大火成巖省噴發(fā)。這使得三疊紀(jì)成為探討地質(zhì)事件與生物滅絕的關(guān)聯(lián)機(jī)制,解析顯生宙生物頻繁滅絕驅(qū)動(dòng)因素的理想時(shí)期。
吉林大學(xué)范建軍教授、周建波教授和澳大利亞科廷大學(xué)Simon A Wilde教授等合作,通過(guò)對(duì)三疊紀(jì)造山帶中地幔柱(熱點(diǎn))型洋島(海山)/洋底高原開(kāi)展綜合研究,并系統(tǒng)對(duì)比了古太平洋硅質(zhì)巖Os同位素、全球溫度曲線和生物滅絕數(shù)據(jù),在生命頻繁滅絕的誘因方面取得重要進(jìn)展:
(1)基于巖石學(xué)、年代學(xué)和全巖地球化學(xué)研究,在青藏高原中(新)特提斯域中識(shí)別出249-237 Ma和210-204 Ma兩期三疊紀(jì)地幔柱(熱點(diǎn))型洋島(海山)/洋底高原。依據(jù)年齡和地球化學(xué)特征,將每期洋島(海山)/洋底高原巖漿巖進(jìn)一步劃分為兩組:①早期具有較低(Sm/Yb)N比值(<3)的洋底高原階段巖漿巖;②晚期具有較高(Sm/Yb)N比值(>3)的洋島(海山)階段巖漿巖(圖1)。

圖1青藏高原三疊紀(jì)洋底高原/洋島(海山)的分布、時(shí)代及地球化學(xué)特征
(2)結(jié)合古太平洋233–225 Ma Wrangellia洋底高原(北美)噴發(fā)事件,提出三疊紀(jì)至少存在三期海相大火成巖省噴發(fā)事件。基于年代學(xué)數(shù)據(jù)與三疊紀(jì)古氣候記錄(溫度變化)、硅質(zhì)巖Os同位素的綜合對(duì)比,將這三期海相大火成巖省的噴發(fā)時(shí)代確定為250–248 Ma,233–231 Ma和210–208 Ma(圖2)。

圖2 三疊紀(jì)250–248 Ma,233–231 Ma和210–208 Ma海相大火成巖省噴發(fā)事件
(3)250–248 Ma,233–231 Ma和210–208 Ma三期海相大火成巖省噴發(fā)均導(dǎo)致了不同程度的大洋缺氧和生命滅絕。在三疊紀(jì)已確定誘因的滅絕事件中,由海相大火成巖省噴發(fā)引起的生命滅絕占一半以上(圖3)。因此,海相大火成巖省是三疊紀(jì)生命頻繁滅絕的重要誘因。

圖3 三疊紀(jì)海相大火成巖省、大陸大火成巖省、隕石撞擊事件與生物滅絕
(4)地球上海相大火成巖省的噴發(fā)是頻繁發(fā)生的,但由于海相大火成巖省噴發(fā)形成的洋底高原多位于海平面2000m以下,在大洋俯沖和陸-陸碰撞過(guò)程中,它們?cè)馐芰藦?qiáng)烈構(gòu)造破壞,使得很多洋底高原記錄難以被識(shí)別,即使識(shí)別了,也很難進(jìn)行精確定年。因此,在造山帶(即已消失的古洋盆遺跡)中,仍殘留大量尚未被識(shí)別的“幽靈”海相大火成巖省噴發(fā)事件,而這些噴發(fā)很可能是顯生宙其他生物滅絕事件的重要驅(qū)動(dòng)因素。
吉林大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院范建軍教授為論文第一作者,吉林大學(xué)周建波教授為論文通訊作者。該成果得到了國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(42430305, 42230303和42572261)的資助。
論文鏈接:Jian-Jun Fan(范建軍), Si-Lin Sun(孫思霖), Jian-Bo Zhou?(周建波), Simon A. Wilde, Yang Wang(王洋), and Jun-Pu Lv(呂峻浦). Marine large igneous provinces: Key drivers of Triassic recurrent extinction. Geology, (2026), online,https://doi.org/10 .1130/G53406.1