在天空 10 英里以上，有一层臭氧——一种由三个原子而不是两个原子组成的橙色气体。这层臭氧是一层至关重要的保护罩，可以保护所有生命免受太阳紫外线辐射的侵害。那么，如果臭氧层中的某些东西出了严重问题会怎样呢？
其结果可能是灾难性的。而我们有史前证据可能支持这一点。
这源于地球历史上最严重的大灭绝时期——2.52 亿年前，在二叠纪末期，当时一场末日般的火山爆发可能使世界变得有毒。其证据则以化石花粉粒的形式出现，这些花粉粒显示出暴露于一种高能紫外线（称为紫外线 B（UV-B）辐射）的迹象。在一篇今天发表在《科学进展》杂志上的论文中，一个由地质学家和植物学家组成的国际团队利用这些畸形的样本，拼凑出了一个可能的致命事件过程。
“我认为，紫外线 B 辐射的升高可能在一些陆地生命的灭绝中起到了作用，”中国科学院南京地质古生物研究所的地质学家、该论文的作者之一冯刘说。科学家们长期以来一直怀疑臭氧水平下降和紫外线辐射激增可能在这场灾难中发挥了作用，现在他们有了数据来证明这一点。
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二叠纪末期灾难的一个主要嫌疑对象是西伯利亚地盾。这些火成岩覆盖着西伯利亚中部（当时是超级大陆盘古大陆最北端的板块之一），并由一个规模庞大的火山群喷发而成。专家认为，在一百多万年的时间里，西伯利亚地盾向地球大气中排放了如二氧化碳等温室气体。
在持续的火山活动之后，繁盛的古代海洋会酸化和缺氧，变得有毒，并导致超过 80% 的海洋生物灭绝。生命当然会恢复，但需要数百万年的时间才能恢复到灭绝前的繁盛水平。
这解释了水中大部分史前浩劫，但陆地上呢？哪些陆地生物死亡了，为什么？那里的化石记录要模糊得多。
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研究人员此前曾挖出一些巨大破坏的线索。例如，那片古老世界的一些地方曾被巨大的蕨类植物森林覆盖。这两种生物群落都在二叠纪末期从化石记录中消失，这表明陆地居民在全球范围内遭受了苦难。
尽管如此，其他专家认为化石记录可能具有误导性，灭绝是区域性的。“这是一个将不同地方的大量信息汇集在一起，并试图将其构建成一个连贯——尽管不完整——的图景的案例，”德国明斯特大学的古植物学家、新论文的作者之一菲利普·贾丁说。到目前为止，这张图景还没有明确说明陆地死亡的确切原因。
但这些科学家可能找到了缺失的一块。2014 年，刘在现今西藏南部地区的岩石下采集了样本。当他和他的同事仔细研究这些岩石时，他们发现了古代连接在一起并畸形的成对花粉粒。
为了了解是什么导致了损害，该团队分析了花粉，并寻找含有碳、氧和氮的特定化合物。植物会产生这些化学物质来保护自己免受紫外线 B 辐射的侵害，紫外线 B 辐射的波长比可见光短，因此能量更高。因此，紫外线 B 射线对活细胞的损害比紫外线 A 更大。
像贾丁这样的科学家曾用同样的技术研究了几十万年前到达地球表面的紫外线 B 水平。但这是第一次有人尝试寻找 2.52 亿年前的这些化合物。贾丁和刘的团队确实找到了它们。
“我认为关键在于，我们有确凿的证据表明植物受到了这种影响，”贾丁说。“我们观察到的紫外线 B 吸收化合物的增加表明，植物在生化上对这种情况做出了反应。”
推测是，在二叠纪末期，火山活动释放了被称为卤代烃的气体，这些气体含有卤素原子，如氯和溴。这些化学物质可能腐蚀了臭氧层，使更多的紫外线 B 辐射到达地面。反过来，这会阻碍植物的生长和繁殖，可能导致更少的植物从空气中吸收有毒的二氧化碳。
“虽然我预判地说臭氧层消耗或紫外线辐射升高是这些大灭绝的唯一原因还为时过早，但可以肯定的是，在全球生态系统已经承受巨大压力的时期，紫外线辐射的增加很可能会加剧对地球生命的负面影响，”英国牛津布鲁克斯大学的地质学家、该研究的另一位作者韦斯利·弗雷泽说。
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如果紫外线 B 辐射确实使当时的地球更不宜居住，那么这场浩劫可能在全球范围内发生。当然，科学家们需要找到确凿的证据。“这些数据仅来自一个地点，因此我们需要找到同一时间段内的更多数据来验证这些发现，”贾丁说。
尽管二叠纪末期的大灭绝被认为是最致命的，但还有其他的。科学家们在泥盆纪（约 3.6 亿年前）和三叠纪（约 2.01 亿年前）末期也发现了类似的死亡事件。弗雷泽表示，科学家们在这些灭绝事件中也发现了紫外线中毒的痕迹。
“可能存在一种涉及紫外线辐射的共同线索，贯穿不同的物种大灭绝事件，”弗雷泽说。即使紫外线辐射不是主要的杀手，它也可能是一个帮凶，帮助消灭了世界上大量的陆地生命。
而且，虽然二叠纪是远古历史，但我们今天仍在应对紫外线 B 辐射问题。不久前，世界还对南极洲上空的臭氧洞发出警报，这是由氯氟碳化合物 (CFCs) 泄入大气层造成的，这些化合物曾经用于冰箱和空调。许多人担心臭氧洞会扩大，使全球大部分地区暴露在灼热的紫外线辐射下。
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1987 年，各国政府齐聚一堂制定了《蒙特利尔议定书》并禁止了 CFCs，臭氧洞开始愈合。但损害已经造成，并且至今仍在影响植物。
考虑到这一点，了解过去紫外线 B 辐射如何影响植物，可以为科学家们提供关于未来可能发生的情况的信息。反之亦然，弗雷泽解释说。“我认为，从远古时代到现代对紫外线 B 辐射的研究是携手并进的。”
