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2.5亿年前发生的那场“大灭绝” 野火是如何改变气候和生态系统的

今年八月,希腊野火猖獗,那漫天红光就像一部恐怖电影,又宛如末日。而从地球演化的漫长历史上来看,在2.5亿年前频频发生的野火,甚至加剧了二叠纪-三叠纪之交的陆地生物大灭绝。中国科学院南京地质古生物研究所近日发布消息,该所与南京大学和云南大学组成的科研团队通过对二叠系-三叠系之交的炭屑化石及有机碳同位素等开展详细研究,发现野火事件与该时期陆地植被系统演替的“关系之谜”。

相关成果已发表于 Earth-Science Reviews和 Frontiers in Earth Science期刊上。

2.5亿年前发生的那场“大灭绝”

二叠纪-三叠纪(P-T)之交的生物灭绝发生在2.52亿年以前,是地质历史中最大的一次生物灭绝事件。若以消失的物种来计算,这一事件使得海洋里95%的物种、陆地上约75%的脊椎动物和大部分的陆生植物快速灭亡。古生代的海洋生态系统几乎崩溃,全球生物组成和生态结构发生了永久性的变化。

这场生物灭绝事件也吸引了无数学者的目光。长期以来,全球众多学者从多学科角度出发,对各地二叠-三叠纪界线附近的地层开展综合深入的研究。

目前已有越来越多的证据表明,晚二叠世全球范围内曾频繁发生重大的野火事件。

野火是如何改变气候和生态系统的

野火又称山火、林火,是指发生在荒原、山地、森林等地区的以植被为主要燃料的自然大火。

然而,自陆地上出现植物以来,野火就一直存在并伴生于陆地生态系统中。

现今地球每年约有3%的陆表面积正在经历大火,它代表了陆地和大气的物质能量交换非常重要的一环。

野火的存在受控于诸多自然条件(地表植被、空气氧含量、干湿季节等),但是反过来它也是陆地生态系统乃至整个地球系统的重要扰动力,是自然环境非常重要的组成部分。

大规模的野火事件不仅以高温和烈焰直接杀死大量生物,还产生多种有毒物质对生物产生间接影响。同时,野火活动排放出大量CO2、SO2等气体及气溶胶,使得大气成分发生改变,在一定程度上影响整个区域的温度和气候条件。

野火活动还会破坏地表植被,影响地表径流甚至导致水土流失。这些野火活动产生的各方面影响极大地改变了地球系统的物质循环和元素循环,而这与生物的演化进程有密不可分的关联。

野火事件与陆地植被系统演替“关系之谜”

这你又要问了,如何判断那么遥远的时代发生过野火呢?

专家告诉记者,野火会留下自己的足迹。古代野火在地层中的残留物和识别标志主要有炭屑、碳黑、燃烧源多环芳烃以及木化石年轮中的火焰疤痕等,其中炭屑最为普遍也最为重要。

炭屑是生物材料(包括动物和植物体)在特定条件下不完全燃烧形成的产物。研究炭屑可以为陆地生态系统和大气圈的演化提供佐证。

中国科学院南京地质古生物研究所晚古生代团队张华研究员和博士研究生蔡垚峰等与南京大学、云南大学的合作者,对中国新疆维吾尔自治区大龙口剖面和贵州省西部冷清沟剖面二叠系-三叠系之交的炭屑化石及有机碳同位素等开展了详细研究,发现火山活动与野火事件存在关联性。

研究发现,野火事件在这些地区晚二叠世频繁发生,并有愈演愈烈的趋势。研究反映出当时陆地植被系统的崩溃状态,对野火而言则代表了植物燃料在该阶段的极度匮乏。

研究人员还发现,火山活动驱使了野火事件强度的增加,后者在该时期对植被的干扰和影响到达顶峰,并在短时间内快速摧毁了原有的陆地植被系统,促进了我国西南地区植被系统在二叠纪-三叠纪之交从热带雨林到滨海草地的演替。

二叠纪-三叠纪之交灭绝事件的过程与成因仍在争议中。总的来说,此次史上最大规模的灭绝事件应是在多种因素耦合或先后迸发、全球生态系统几乎崩溃时发生的,至于各因素间的关联性,尚有待探索。

全球变暖让“野火烧不尽”

今年夏天,大火不仅在希腊肆虐,以色列、土耳其等国也被野火包围。虽然很难将个别火灾直接与气候变化联系起来,但随着更严重和更长时间的干旱会创造理想的火灾条件,全球变暖使野火事件更易发生。如今,地球的气候同样在进行着悄无声息的演变,维护人类社会与地球环境的和谐关系,才有可能改写全球变暖的轨迹,让人类与自然早日达成和解。

(记者 于丹丹)

关键词: 大灭绝 野火 气候 生态系统

责任编辑:Rex_02

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