打开APP
userphoto
未登录

开通VIP,畅享免费电子书等14项超值服

开通VIP
那场令众生陷入浩劫的冰河世纪

人类引以为豪壮的是人类远祖苟过了五次大灭绝,才将人类送到了食物链的顶端。

然而人类更应该谨记在地球上,生存对于生物本来就是一种幸运,过去的地球上是如此,现在这个冷酷的疫情中也到处如此,而不是一种唾手可得的东西,地球环境稍微的动荡都可能会使生物圈陷入末世绝境。

时间回到4.4亿年前的奥陶纪,人类远祖还在超级冈瓦纳大陆北方的伊利园玩泥巴时,地球历史上第一次生物大清洗悄然降临。这场灭绝共分为两幕,第一幕是超级冰川事件导致的快速海退,第二幕是快速海进导致的全球性海洋缺氧事件,两幕依次上演,共同导致了地球85%的生物惨遭灭绝。

在这场号称地球第二大灭绝中,第二幕海洋缺氧事件只是第一幕超级冰川事件的延续,延续近两百万年的大陆冰川才是这场灭绝最初的元凶,那么是什么原因扣动了奥陶纪末超级冰河世纪的扳机的呢?

火山活动

地球奥陶系-志留系界线附近地层广泛发育的大规模火山岩沉积,以及地层中黄铁矿硫同位素的异常,表明这场灭绝的罪魁祸首之一就是大家熟悉的老朋友——火山。

在地球几十亿年的演化历史中,火山与地球相爱相杀,火山曾帮助地球摆脱了几亿年的冰封,也数次虐杀了地球的亿万子民。

当时间步入奥陶纪末,赤道附近的劳亚大陆,波罗地大陆碰撞加剧,形成包括阿巴拉契亚山脉在内的一系列山脉,相伴而生而的是大量的火山喷发。

这次的火山喷发也许没有二叠纪末的那场喷发那么壮观,但当持续性的火山喷发的物质进入平流层之后,一切都变了。

奥陶纪末“平流层火山喷发”将大量二氧化硫、硫化氢等硫化物和其他火山物质输送至平流层并形成了以硫酸盐为主的气溶胶层。

相比充满风雨雷电,变幻莫测的对流层,地球大气第二层平流层的状况更稳定,所以形成的气溶胶层可以长久地停留。

在此期间,硫酸盐气溶胶层对全球气候变化和地球系统的热量平衡起着至关重要的作用,平流层硫酸盐气溶胶会反射波长较短的太阳辐射、同时吸收长波段的太阳辐射,从而导致地球表面温度下降。

也就是说,硫酸盐气溶胶层加热了自己,冷却了地球,导致地球气温降低。

除了火山喷出的硫化物直接让地球降温之外,火山活动还将大量的岩浆输送至地表,它们冷却后形成新的硅酸盐岩石,它们风化时会从空气中吸收CO2,生成碳酸盐并被埋藏下来。

其实在自然界,硅酸盐岩风化吸收大气中的二氧化碳化学反应一直在发生,全球大气中二氧化碳的总体含量约为8000亿吨,而每年通过硅酸盐风化作用消耗掉的二氧化碳是1.38~1.69亿吨。

这种化学反应发生得很缓慢,似乎效果微不足道,然而硅酸盐岩风化作用固定二氧化碳之后,会将它们输送到海洋变成碳酸盐岩沉积,从而长久的封存起来。这些碳被埋藏的时间往往超过一百万年,这个过程对气候变化所造成的影响是以万年为时间尺度。

尤其是当火山将地壳深处的玄武岩浆输送至地表,取代花岗岩之后,碱性玄武岩的风化速度比酸性花岗岩快得多,玄武岩会以比火山活动之前快得多的速度从大气中去除CO2,让地球丧失它的小棉袄,由温室转向冰室。

在奥陶纪晚期冰川作用之前,大气中的二氧化碳浓度是7,000 ppm,而在奥陶纪末二氧化碳浓度骤降至4,400 ppm,这种下降似乎也印证了这一点。

因此,火山喷发造成的硫化物气凝胶以及硅酸盐岩的风化,可以共同导致地球气温下降,让冰川向低纬度蔓延,大量水汽凝结成冰川封存起来,全球海平面急剧下降,原先的海洋有不少变为陆地,生态系统崩溃,奥陶纪大灭绝便由此开始。

伽马射线暴

除了地球自身变化引起的冰川扩张,科学家还将探索的目光投向了宇宙, 伽马射线暴也是奥陶纪冰川扩张的假说之一。

在地球四十多亿年的演化历程中,地球无时无刻不受制于星际环境,小到一颗陨石,大到银河系的旋回。正常情况下,地球的冷暖皆取决于太阳释放的能量,然而在伽马射线暴发生时,太阳的光芒就显得那么黯淡失色。

伽马射线暴是宇宙中发生的最剧烈的爆炸,当巨大的恒星燃料耗尽塌缩时或者两颗邻近的致密星体合并时,会在短时间内释放出巨大能量,那就是伽马射线暴,它在几分钟内释放的能量相当于万亿年太阳光的总和。

在奥陶纪末,距离地球不到6000光年处的超新星发生伽马射线暴,仅仅数十秒钟的爆发,便直接使地球大气层的臭氧减少近一半,行星表面那些负责光合作用的浮游生物暴露在极端紫外线辐射之下灼烧而死,海洋食物链的基层崩溃,饥荒开始四处蔓延。

伽马射线暴也可以击碎地球大气层,在强烈的辐射作用下,臭氧分子会和氮气反应形成二氧化氮,这是一种深色的气溶胶,可以遮挡会遮挡住一半以上的太阳辐射,失去了阳光的照射之后,地球气温迅速下降,冰川快速生成,奥陶纪大灭绝第一幕拉开大幕。

不过伽马射线暴假说存疑,没有明确的证据表明奥陶纪末发生过伽马射线暴。

奥陶纪末生物大灭绝第一幕降临的真实原因到底是什么,也许只有坐上时光机器穿越回那个水深火热的纪元才能找到答案,地球气候与环境变化的各种现象都记录在地层与化石之中,而这些现象背后的原因永远扑朔迷离、令人遐想。

所幸的是那些地球曾经的霸主叹息着,哀唤着,走向永恒的沉沦,而世上鲜花会盛开,壮丽不朽的事物会接踵到来。


参考资料:Hu, D., Li, M., Zhang, X. et al. Large mass-independent sulphur isotope anomalies link stratospheric volcanism to the Late Ordovician mass extinction. Nat Commun 11, 2297 (2020).
https://doi.org/10.1038/s41467-020-16228-2

Melott, A., Lieberman, B., Laird, C., Martin, L., Medvedev, M., Thomas, B., . . . Jackman, C. (2004). Did a gamma-ray burst initiate the late Ordovician mass extinction? International Journal of Astrobiology, 3(1), 55-61. doi:10.1017/S1473550404001910

https://en.wikipedia.org/wiki/The late Ordovician mass extinction #cite_note-FOOTNOTEVrazoCiurca2017235-26

孙卫东,廖仁强.冰期快速形成导致奥陶纪末生物大灭绝[J].科学通报,2020,65(06):431-433.


end



精彩回顾

 

【地球往事】生命起源,地球不是唯一

【地球往事】休伦冰期,跨越三亿年的极寒凛冬,地球如何破局?

【地球往事】雪球地球,生命黎明前的寒夜

【地球往事】埃迪卡拉纪,破晓奇兵!地球生命历史上伟大的试错

寒武纪来客

Cambrian-traveler

宇宙.星辰

地球.生物

哲学.人间

分享.点赞.在看三连击,分享给更多小伙伴


 转载或合作请联系ID:cambrian-visitor

本站仅提供存储服务,所有内容均由用户发布,如发现有害或侵权内容,请点击举报
打开APP,阅读全文并永久保存 查看更多类似文章
猜你喜欢
类似文章
【热】打开小程序,算一算2024你的财运
汤加火山喷发大量水气进平流层:将停留多年,或影响地球气候模式
地球生命史上的五次大灭绝事件
伽马射线暴到底有多厉害?只要十秒,就可以摧毁地球85%的生物
生命简史:生物大灭绝再现!
5次生物大灭绝!除了恐龙那次其实还有更惨的一次!
五次物种大灭绝事件,警示着我们要保护环境,避免悲剧重演
更多类似文章 >>
生活服务
热点新闻
分享 收藏 导长图 关注 下载文章
绑定账号成功
后续可登录账号畅享VIP特权!
如果VIP功能使用有故障,
可点击这里联系客服!

联系客服