版块与板块的区别(活动是板块还是版块的)

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约4.6亿年前的奥陶纪大辐射，是地球历史上最大的生物辐射事件之一。

然而，最新的高分辨率生物多样性曲线显示，生物辐射高峰后，华南物种级生物多样性减少近50%，这引起了地质学家的关注。是什么原因导致奥陶纪生物辐射逆转？

近日，中国科学院南京地质古生物研究所博士和董研究员与国外同行合作，发现奥陶纪冷却期缺氧海水膨胀可能是大辐射期生物多样性达到高峰后出现明显转折的原因。相关研究成果发表在国际期刊《地球和行星科学快报》上。

海洋生物的“黄金繁殖期”突然停止了。

距今约4.6亿年的中奥陶世，是地质史上继“寒武纪大爆发”之后，又一个海洋生物的“黄金繁殖期”。大气中二氧化碳含量持续下降，地球走出了数千万年的温室气候。在此期间，氧气含量逐渐增加，一度达到现代大气中氧气水平的一半，导致表层海水几乎完全氧化。

因此，海洋生物多样性急剧增加，生态系统逐渐变得更加复杂和稳定。与此同时，早期的陆地植物也开始了它们的开荒之旅。

当时低纬度海域的表层海水平均温度约为25-30℃，与现代赤道气候十分接近。低纬度地区的大陆架，如华南板块、劳伦板块、波罗的海板块的近海大陆架，成为适合生物繁衍的环境。因此，在这些板块奥陶纪保存的沉积岩中，人们发现了大量的三叶虫、腕足动物、头足类、笔石、木蠕虫等古生物化石标本。

在古生物研究中，通过确定这些化石的属、种，并统计其多样性，绘制出生物多样性曲线，发现海洋生物多样性在中奥陶世的达雷维尔期达到高峰，这种现象被称为“奥陶纪生物辐射”。

对于“奥陶纪生物辐射”，前人提出了气候变冷、大气氧化、海平面上升，甚至小行星分解等地外因素等多种成因假说。

2018年以前，科学家绘制的生物多样性曲线都是以阶段或时期为单位，分辨率较低。然而，樊娟轩教授和邓一英博士采用了CONOP和超算方法，在实现高分辨率的生物多样性曲线后，发现这一时期的生物多样性在峰值后出现了明显的下降。

“现在华南在北纬30度左右，奥陶纪华南在北纬0-10度左右。”张俊鹏说，“生物多样性高峰后的转折点及其环境背景机制尚未得到深入研究。我们所做的相关研究是将缺氧事件和冷却期多样性下降联系起来。”

低氧海水膨胀或为背后“元凶”

经过与国外同行的深入研究，张俊鹏博士和张远博士发现奥陶纪深海开阔洋没有被大规模氧化。冷却期缺氧海水的膨胀可能是多样性出现明显转折的原因。

支持这一观点的最新证据来自华南中上奥陶统黑色页岩。这类页岩在我国主要分布在湖南、江西、浙江、安徽等地。无独有偶，当代黑色页岩还包括中国塔里木地区的萨尔干组和华北鄂尔多斯地区的乌拉克组。

据张俊鹏说，这些黑色页岩都形成于中低纬度近海盆地，容易受到上升洋流的影响。与现代海洋类似，当气候变冷时，来自高纬度的深层寒流会增加，上升的洋流会将更多的营养物质带回中低纬度的陆架区，从而刺激表层海水的生产力增加，导致向下输出的有机物增加。到达海底的有机物分解时，消耗大量溶解氧，导致海底缺氧现象。

这些缺氧的海水，特别是富含硫化氢和重金属的海水，会随着上述效应的增强而膨胀，进入陆架沿岸的浅水环境，影响水生态。张俊鹏告诉记者，这种现象类似于现代湖泊中的“赤潮”，但影响范围更大，持续时间更长，因此对海洋生态系统的破坏更严重。

从全球范围来看，越来越多的地质证据表明奥陶纪深海没有大规模氧化，缺氧海水膨胀现象频繁发生，上升流伤害了透明层。

寒武纪晚期，大气二氧化碳浓度异常，达到现代大气水平的15-20倍。温室气候下，海水循环速度慢，容易出现海水分层和底层水缺氧。在奥陶纪，虽然这种影响有所缓解，但海洋的氧化滞后于大气。因此，中晚奥陶世频繁发生的海洋缺氧一直影响着海洋生物群落的繁荣。当这种影响严重时，往往会表现为海洋生物多样性急剧下降。

“我们今天关注的‘全球变暖’和‘双碳战略’，就是控制二氧化碳等温室气体的排放和储存，以保证它们在地球表层循环中的动态平衡。但是，我们需要注意的是，地球打破气候稳态时，气候、陆地、海洋等一系列剧烈的环境变化，伴随的地质灾害以及上述现象对生态系统的影响，比单纯的气温上升所带来的影响更为严重。”张俊鹏说，关注地质历史时期的“碳”，从过去讨论现在，从过去学习，将有助于我们今天的实践和明天的受益。(记者张伟)

来源:科技日报