火山活动可能为白垩纪末生物大灭绝背景条件

白垩纪末期，大约6600万年前，发生了第五次显生宙大灭绝事件，从根本上重塑了地球的生态结构，结束了1.5亿多年的恐龙时代。火山爆发和陨石撞击，谁造成了第五次大灭绝？目前学术界对于大灭绝的原因还没有定论。其中，印度德干玄武岩喷发导致大灭绝事件，是主流观点之一。

大灭绝前约15万至30万年，德干大火成岩省以侵入和喷发方式排放大量温室气体，可能导致全球变暖2℃至5℃，学术界称之为马斯特里赫特末期变暖事件。但目前学术界对这一事件的了解非常有限，尤其是能否在大陆沉积物中找到与德干火山第一次喷发有关的记录？马斯特里赫特末期的变暖事件是如何影响陆地生态系统的？这两个问题一直缺乏关键证据。

近日，中国科学院南京地质古生物研究所副研究员沙力、、、王与天津大学教授陈久斌、中国地质大学教授万小乔等合作，基于高精度的生物地层学、古生态学和地球化学方法，详细研究了东亚德干火山首次喷发的记录以及湖泊环境和生物群对这一事件的响应。研究结果为马斯特里赫特最终变暖事件与德干火山首次喷发之间的耦合关系提供了有力的证据，并表明变暖事件对湖泊环境和生物群也有明显的影响。相关研究成果于7月18日在线发表在国际知名地学期刊《地质学》上。

汞记录被广泛用作火山活动的示踪剂，因为火山喷发释放的大量汞会被记录在地层中。本次研究中的两个钻孔样品在白垩纪/古近纪界线之前的马斯特里赫特末期变暖事件期间显示出强烈的汞富集，这指示了直接的火山喷发。

为了弄清德干火山活动对湖泊环境和生物群的影响，研究团队还进行了碳同位素和古生物研究。胶莱盆地的有机碳同位素和平邑盆地的无机碳同位素同时具有很强的负偏性，表明德干火成岩省的主脉冲对汞和全球碳循环有很大影响。两湖生物群对气候变暖事件也有明显的响应。胶莱盆地和平邑盆地轮藻和介形类物种形成明显，生物多样性增加。而在海洋中，浮游有孔虫物种部分灭绝，矮化，灾害物种盛行，表明马斯特里赫特最终变暖事件通过不同的机制同时影响了海洋和陆地生态系统。

结果表明，德干火山活动使地球处于相对温暖的气候中，这种变暖可能使全球生物地球化学循环更接近温室环境失控的临界点。这可能是白垩纪末大灭绝的背景条件。“研究结果为我们理解火山碳排放与温室地球的关系提供了新的证据，也为理解全球变暖对湖泊环境和生物群的影响提供了参考。”沙丽说。