生物灭绝后，地球用一千万年“抚平伤痛”
交汇点讯 在科幻电影《流浪地球》所描绘的未来世界中，太阳急速衰老膨胀，即将吞噬整个太阳系，而地球陷入极寒天气，如同寒冰炼狱。实际上，这样的想象并非没有依据。人类出现之前，类似的极端气候事件曾多次出现，漫长的岁月里，地球一次次承受着灾变环境所带来的生物灭绝重创。
生物大灭绝事件后地球陆地生态系统需要多长时间才能恢复？这个课题一直困扰着科学界。近期，中国科学院南京地质古生物研究所科研团队最新的研究发现，二叠纪末大灭绝之后湖泊和森林生态系统可能需要长达一千万年的时间才能明显恢复，相关成果于3月31日在线发表于国际知名期刊《地质学》（Geology）。
图片来源：视觉中国
极端天气导致大灭绝
生物复苏“道阻且长”
显生宙（指“看得见生物的年代”）以来，地球上发生过五次生物大灭绝事件，例如，人们所熟知的恐龙灭绝发生于约6600万年前的白垩纪生物大灭绝事件。而二叠纪末期生物大灭绝事件则被认为是显生宙最大的生物灭绝事件。
“我们的这项研究正是聚焦于这场发生在2.52亿年前的显生宙规模最大的灭绝事件。”中国科学院南京地质古生物研究所现代陆地生态系统起源与早期演化研究团队研究员王博解释道，“这次大灭绝事件引发了严重的海洋和陆地生态系统危机，约80%的海洋生物和约75％的陆地生物物种消失，此后，地球上演化发展出了一直持续至今的现代生物群。”
为何会发生此次大灭绝？学界普遍认为是由西伯利亚大火成岩省的爆发，造成连锁反应导致的。随着大量的二氧化碳被注入到空气中，导致全球变暖和酸雨的产生，酸雨杀死了陆地上的植物，使得陆地上发生了大规模的侵蚀作用。
“三叠纪早期极端的气候环境，导致海洋生态系统在二叠纪末大灭绝事件之后的约八百到一千万年才得到明显恢复。”王博介绍说，由于三叠纪早、中期深湖相沉积地层和化石记录较为缺乏，我们对于湖泊生态系统的复苏模式和时间了解较少。
缺少化石记录，就难以构成完整生物链，从而无法得出确切的恢复时间。为此，中国科学院南京地质古生物研究所“现代陆地生态系统起源与早期演化研究团队”的研究生赵向东和郑大燃博士在王博研究员和张海春研究员的指导下，与长庆油田解古巍工程师等合作，对鄂尔多斯盆地的中三叠统湖相沉积地层进行了系统研究。“十年来，在科研团队不间断的野外积累和室内分析工作之下，我们终于揭开了生物复苏的一层神秘面纱。”
记录向前推进五百万年
湖泊中复杂食物网出现
三叠系地层构造简单，层序清楚，蕴藏丰富矿产资源和化石资源，因此，鄂尔多斯盆地成为研究陆相三叠系层序地层和恢复古环境的关键地区。
“我们对鄂尔多斯盆地南缘三条富含油页岩和凝灰岩的剖面（霸王庄、马庄和衣食村）进行了高精度的地层学、沉积学和古生物学研究，并对剖面中的火山灰、凝灰岩和凝灰质砂岩进行了锆石铀-铅（U-Pb）定年，最终将湖相油页岩底部年龄卡定在242 Ma左右，归于中三叠统铜川组。”王博介绍，这套油页岩是二叠纪末大灭绝之后已知最早的深湖相沉积，比之前的记录向前推进了五百万年。
在铜川组油页岩中，研究团队发现了较丰富的植物、介形虫、叶肢介、鲎虫、昆虫、鱼和鱼粪等化石。有趣的是，团队发现的最大的螺旋状鱼粪化石长达77毫米，表明当时湖泊中已存在体型较大的捕食性鱼类。但根据目前发现的最大鱼化石碎片推测出其体长仅250毫米，与鱼粪化石所展现的鱼的体型不相符。中国科学院南京地质古生物研究所现代陆地生态系统起源与早期演化研究团队研究生赵向东表示：“这可能是由于大型鱼类在沉积物中不易于保存成化石的缘故。”
通过对部分鱼粪化石进行切片，研究团队在其中发现了双翅目昆虫的大颚。“大颚的发现，是鄂尔多斯古湖泊中，鱼类取食昆虫幼虫的直接证据。”王博说。
化石研究表明，当时的湖泊中已经出现了复杂的多层营养级的关系：其中的初级生产者为各种藻类；初级消费者主要是以藻类为食的介形虫和昆虫等动物；二级消费者包括各类水生肉食性昆虫以及鱼类等；顶级消费者为大型的捕食性鱼类。这种生态类型与古生代湖泊中双翅目幼虫普遍缺失和水生甲虫稀少的情况明显不同，代表了一个典型的中生代湖泊生态系统。
为油气勘探提供依据
古湖泊生态系统复苏模式或揭晓
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