白垩纪松辽盆地大陆科钻再出基础研究成果

发布时间: 2018-03-23 点击数量:0  来源: 国土资源报 作者:谭艳敏

小行星撞击不是恐龙灭绝的唯一主因,德干火山喷发在小行星撞击地球之前已经导致了气候剧变和部分生物绝灭。这是中国地质大学(北京)王成善院士科研团队,借助“白垩纪松辽盆地大陆科学钻探”项目提供的地质记录,与美、英、德等多国科学家合作得出的最新研究成果。近日,相关内容发表在最新一期的国际著名期刊《地质学》(《Geology》)上。

文章名为《来自中国的证据显示,德干火山喷发在小行星撞击地球之前已经导致了气候剧变和部分生物绝灭》(《Deccan volcanism caused coupled pCO2 and terrestrial temperature rises, and pre-impact extinctions in northern China》),是团队成员、博士后张来明在王成善院士的指导下完成的。文章分析阐述了相关证据,并提出德干火山喷发与小行星撞击的连续二次打击是造成恐龙等物种绝灭的原因。审稿人对该文章给予了高度评价,指出:“该研究提供了亟需的白垩纪—古近纪界线附近的连续陆相古气候记录,作出了重要贡献,对其他相关研究有很大的启示作用。”

古近纪生物大绝灭是发生在距今6600万年前的一次大规模生物绝灭事件,地球上约75%的动物与植物都在这次生物浩劫中消失。恐龙作为当时地球的霸主,也在这次绝灭中消失,引发了极大的关注。然而,绝灭的原因却众说纷纭,是过去几十年中最激烈的科学争论之一。

小行星撞击假说提出于上世纪80年代,一直被认为是导致恐龙绝灭的唯一因素。目前,大多数教科书的观点是认为,一个直径可达10千米的小行星撞击到了墨西哥湾的尤卡坦半岛,形成了直径约为180~200千米的希克苏鲁伯陨石坑,导致全球性的降温、大范围的野火、酸雨、大地震,以及大范围的海岸线垮塌和巨大的海啸,从而导致了生物绝灭。

然而近些年来的研究发现,地质历史时期有许多绝灭事件与大规模火山喷发联系紧密,恐龙的绝灭可能与白垩纪—古近纪界线之前约30万年开始的印度德干高原火山喷发有关。但德干火山喷发在恐龙绝灭中到底扮演者什么样的角色,科学界目前并没有达成一致。

文章指出,通常火山喷发会释放出大量的二氧化碳,导致剧烈的气候波动。因此,解决这一问题的关键是德干火山喷发同时是否发生了大气二氧化碳浓度和温度的升高;以及在升温期间,生物是否已经发生了绝灭。“与前人研究不同的是,我们没有选择海相地层或北美的陆相地层,而是在中国东北的松辽盆地开展工作。松辽盆地距离小行星撞击坑和德干高原都有相当的距离,是分析两次地质事件的远距离气候效应的理想场所,并且能够为重建古大气二氧化碳浓度提供适宜的地质材料。”

通常,相对海洋环境而言,地质记录的不连续性和不完整性是制约精细刻画陆地气候—环境变化的“瓶颈”。王成善院士团队以松辽盆地为研究基础,借助“国际大陆科学钻探计划”项目和中国地质调查局共同资助的“白垩纪松辽盆地大陆科学钻探”项目,获取了连续完整的地质记录,并建立了高分辨率的时间框架,进而首次重建了相对连续的白垩纪—古近纪界线附近的陆相气候记录。

以此为依据,研究团队通过与美国、英国、德国科学家的密切合作,借助目前国际上先进的同位素分析技术,分析了古土壤碳酸盐结核的团簇同位素,并重建了当时的古温度和大气二氧化碳浓度。研究发现,在小行星撞击之前约30万年,温度和大气二氧化碳浓度发生了明显的升高,这与德干火山喷发的时间高度一致。

研究还发现,在德干火山喷发之后,小行星撞击之前,松辽盆地约2/3的物种已经发生了绝灭。这说明德干火山喷发与小行星撞击的连续二次打击是造成恐龙等物种绝灭的原因:首先,德干火山喷发导致剧烈的升温和二氧化碳浓度上升,破坏了生态系统的稳定性,造成了部分物种的绝灭;之后,短时间内小行星的撞击使原本不稳定的生态系统发生崩溃,成为压死骆驼的最后一根稻草。

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