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在已知地球歷史上,，共發(fā)生過5次全球性的大規(guī)模集群滅絕事件,，發(fā)生在4億多年前奧陶紀末的生物大滅絕是其中第一次,。這次生物大滅絕持續(xù)了多長時間,？1月6日,，記者從中科院南京地質(zhì)古生物研究所獲悉,，一個由中國,、澳大利亞,、美國等多國古生物學者組成的研究團隊新近發(fā)現(xiàn),，地球史上首次生物大滅絕事件僅發(fā)生在短短20萬年之間,。相關研究成果已發(fā)表在《固體地球科學》上，在學界引起關注,。

八年探索攻克科學難題

奧陶紀末的生物大滅絕重創(chuàng)了海洋生態(tài)系統(tǒng),，導致當時85%的海洋生物物種滅絕?？茖W界普遍認為,，此次生物大滅絕與冰川作用有關，但其持續(xù)時間,、過程和具體發(fā)生機制等,，一直沒有定論。

此次,，科研團隊歷時8年探索,，在我國華南考察了百余條奧陶系—志留系界線剖面。此次研究的主要組織者之一,、中科院南京地質(zhì)古生物研究所研究員詹仁斌告訴記者,，在奧陶紀，如今的華南地區(qū)大多數(shù)處在深水區(qū),，形成了大量黑色頁巖,，冰川影響的變化并不明顯，給研究帶來了很大的障礙。

但在云南永善縣,，研究人員發(fā)現(xiàn)了一段連續(xù)完整的,、出露良好的奧陶系—志留系界線剖面?！斑@段剖面黑色頁巖和灰?guī)r相互夾層,，地質(zhì)學上一般認為，黑色頁巖在深水中形成,，而灰?guī)r則在淺水中才能沉積下來,。因此，這個地方記錄了當時此地水位深淺的變化,，完整保留了首次生物大滅絕期間的化石沉積物記錄,。”詹仁斌說,。

更令研究人員欣喜的是,，在這段24.3米的夾層剖面內(nèi)，還保存了23層斑脫巖,。詹仁斌介紹,，斑脫巖由火山灰沉積而成，包含火山鋯石這種特殊礦物,，其中的放射性同位素鈾會衰變成鉛,。“通過檢測其中的衰變程度,，我們就可以推算出具體的時間,。”

以這些時間為基礎,，在詳細沉積學研究的基礎上,，研究人員首次結(jié)合不同巖性的沉積速率差異，最終發(fā)現(xiàn),，奧陶紀末的這次大滅絕,，發(fā)生在4.431億年前到4.429億年前的20萬年間。

冰川作用引發(fā)生物滅絕

詹仁斌告訴記者,，發(fā)生在奧陶紀末的這次生物大滅絕的原因和其他時代相比有很大差異,。歷史上，地球曾經(jīng)出現(xiàn)過多次大冰期,，例如石炭紀冰期,、第四紀冰期等，這些時期的冰川規(guī)模并不比奧陶紀末的規(guī)模小,，但均沒有出現(xiàn)過生物大滅絕的情況,。

國際同行研究認為,，奧陶紀末的冰期造成的冰蓋規(guī)模達到1.5億立方千米，大約是今天地球南極和北極冰蓋總和的6倍以上,。如此大規(guī)模的冰蓋導致全球海平面急速下降100-150米,，絕大部分海洋生物遭受了“滅頂之災”，許多門以內(nèi)的生物類群滅絕并最終被新的類群取代,，寒武紀生命大爆發(fā)以來的地球生物遭遇了第一次大劫難,。

“20萬年在地質(zhì)史上不過短短一瞬。但這次大滅絕重創(chuàng)了海洋生態(tài)系統(tǒng),，當時85%的海洋生物因為來不及遷移或沒辦法適應新的生存環(huán)境而滅絕,，原有的生物群落結(jié)構瓦解?！闭踩时笳f,。

同時，詹仁斌認為,，像這樣的生物大滅絕事件在地球上發(fā)生過數(shù)次,，是自然界發(fā)展的規(guī)律?！半m然滅絕了一部分生物，但另一批新生物又將重新繁盛,。地球上出現(xiàn)過5次大滅絕,，每一次大滅絕后生物的繁盛度都遠超從前?！?/p>

為研究大滅絕成因和發(fā)生機制提供重要依據(jù)

對于這次大滅絕的過程與機制,，一直存在比較大的爭議，其中一個重要原因就是,，與大滅絕相關的地層層位雖然有比較精確的生物地層控制,，但長期以來一直缺乏高精度年代學限定，從而制約了對奧陶紀末生物大滅絕時限和機制的解讀,。

相較其他時代來說,，奧陶紀的沉積比較特殊。在奧陶紀時期,，有效的火山灰記錄十分有限,，因此難以劃分其中的具體時代，目前為止,，國際上較為公認的參考年齡由數(shù)學模型計算得來,，并非是根據(jù)火山灰測量出來的準確數(shù)據(jù)。

此次研究,，團隊總共測量了23層斑脫巖,，最終得出4層有效數(shù)據(jù),，為奧陶紀具體時代的研究提供了更加準確的數(shù)據(jù)支撐。

同時,，此次的測量數(shù)據(jù)與奧陶紀和志留紀的時間界限非常接近,，在野外地層僅相差1米左右的距離，給出了這兩個時代界限迄今為止最準確的一個估算值,，即距今約442.67±0.24百萬年,。

這一成果，為人類精確研究奧陶紀末生物大滅絕的成因和發(fā)生機制提供了重要依據(jù),，同時也為相關地質(zhì)年代的劃分提供了新的標尺,。

（本報南京1月6日電 本報記者 鄭晉鳴 本報通訊員 紀清釗）