超级厄尔尼诺现象导致地球上90%的生命灭绝

大约2.52亿年前，极端的厄尔尼诺海洋变暖事件是地球历史上最大规模的物种大灭绝的主要驱动因素。二叠纪-三叠纪变暖事件导致地球上80%到90%的物种灭绝，并为地球持续变暖敲响了严峻的警钟。一项于9月12日发表在《科学》杂志上的研究详细阐述了海洋变暖在这个地球历史动荡时期所起的关键作用。

大灭绝

二叠纪-三叠纪大灭绝——也称为大灭绝——是由如今西伯利亚地区的大规模火山爆发引发的。火山喷出有毒气体，二氧化碳排放量的增加迅速提高了全球温度。大灭绝最终为恐龙统治地球铺平了道路，但其严重程度甚至超过了大约6600万年前最终导致它们大部分灭绝的白垩纪-古近纪灭绝事件。

来自火山的二氧化碳和紫外线辐射的增加导致了海洋和陆地生态系统的崩溃。然而，是什么导致了陆地上的植物和以坚韧著称的昆虫与海洋生物一样遭受重创，这仍然是一个科学谜团。

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“仅靠气候变暖无法导致如此毁灭性的灭绝，因为正如我们今天所见，当热带地区变得过热时，物种会迁移到更凉爽、更高纬度的地区，”该研究的合著者、英国布里斯托大学的气象学家兼气候学家Alexander Farnsworth在一份声明中表示。“我们的研究表明，温室气体增加不仅使大部分地球变暖，还会增加天气和气候的变异性，使其变得更加‘狂野’，生命难以生存。”

据该团队称，这场灾难表明，全球变暖不仅仅是地球变得酷热难耐的问题，它还导致在几十年内条件剧烈波动。

“大多数生命未能适应这些条件，但幸运的是，有一些东西存活了下来，没有它们，我们就不会在这里，”该研究的合著者、中国地质大学（武汉）的古气候学家Yadong Sun在一份声明中表示。“这几乎是地球生命的终结，但并非完全。”

测量温度的牙齿

在该研究中，研究人员通过研究一种名为牙形石（一种已灭绝的海洋游泳生物）的化石牙齿材料中的氧同位素，对二叠纪-三叠纪变暖的规模有了大致了解。这些微小的海洋无脊椎动物体型不到一英寸长，可能与现存的盲鳗有遥远的亲缘关系。

通过使用氧同位素来了解来自世界各地的牙形石样本经历的温度变化，研究人员构建了各种气候模型。模型表明，中低纬度的温度梯度发生了显著的崩溃。

由于火山喷出的碳排放量非常高，因此在危机期间每月平均地表温度（摄氏度）的动画。来源：Alex Farnsworth, University of Bristol

“基本上，到处都太热了，”Farnsworth说。“导致已识别气候模式的变化是深刻的，因为比今天看到的厄尔尼诺事件要强烈和持久得多。物种根本没有足够快的速度来适应或进化。”

最近，厄尔尼诺现象导致了降水模式和全球温度的重大变化。它导致了美国部分地区创纪录的热浪。2023年也是全球有记录以来最热的一年，部分原因是太平洋地区出现了强烈的厄尔尼诺现象。这种强烈的厄尔尼诺现象因人类活动增加的大气二氧化碳而加剧，导致世界各地发生野火和干旱。

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“幸运的是，到目前为止，这类事件一次只持续一到两年，”该研究的合著者、英国利兹大学的古生物学家Paul Wignall在一份声明中表示。“在二叠纪-三叠纪危机期间，厄尔尼诺现象持续了更长时间，导致了十年的大范围干旱，随后是多年的洪水。基本上，气候变化无常，这使得任何物种都很难适应。”

该研究中的气候模型也有助于解释为什么在2.5亿年前的岩层中发现了如此多的木炭。

“在易旱气候下，野火变得非常普遍。地球陷入了一种危机状态，陆地在燃烧，海洋在停滞，”该研究的合著者、英国赫尔大学的古生物学家David Bond在一份声明中表示。“无处可躲。”

迁移求生

该团队还观察到，曾发生过许多类似数百万年前西伯利亚火山事件的火山活动。其中许多事件都导致了灭绝，但没有一个像二叠纪-三叠纪事件那样规模巨大。

这些超级厄尔尼诺现象似乎是造成二叠纪-三叠纪灭绝如此毁灭性的原因之一。它们在气候中造成了一种正反馈循环，导致极端高温从热带地区开始向外扩散。然后，这种高温杀死了地球上大多数植物，而植物过去和现在都是从大气中去除二氧化碳以及全球食物网基础的关键。如果植物死亡过多，地球阻止二氧化碳因持续火山活动在大气中积累的机制也会随之失效。