科技日报记者 张晔
假如地球上演生物大灭绝,陆地生态系统需要多久才能恢复?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一千万年才能明显恢复,相关成果3月31日在线发表于《地质学》。
二叠纪末期(2.52 亿年前)发生了显生宙最大的生物灭绝事件,引发了严重的海洋和陆地生态系统危机,约75%的陆地生物物种消失。由于三叠纪早、中期深湖相沉积地层和化石记录较为缺乏,人们对于湖泊生态系统的复苏模式和时间了解较少。
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,提出湖泊生态系统在中三叠世中期就显示了明显的恢复。同时,研究层位也是长庆油田的重要产油层,同位素年代学和地层学的研究结果也为精时地层对比和油气资源勘探提供了新的定年和化石证据。
他们在鄂尔多斯盆地南缘三条富含油页岩和凝灰岩的剖面进行研究,并对剖面中的火山灰、凝灰岩和凝灰质砂岩进行了锆石铀-铅定年,最终将湖相油页岩底部年龄卡定在242 Ma左右。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。
研究团队在铜川组油页岩中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。其中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。代表了一个典型的中生代湖泊生态系统。
科学家认为,早三叠世炎热的气候会限制湖泊中的溶解氧含量,阻碍了生态系统的复苏。但是,全球温度降低和火山灰养分输入可能共同促进了鄂尔多斯盆地古湖泊生态系统的繁盛。
铜川地区野外照片。受访者提供
研究区域代表岩性和定年层位照片。受访者提供
剖面产出的各类代表性化石。A-C, 鱼粪;D-E,鱼粪切片;F和G,甲虫;H,鱼;I,介形虫;J,鲎虫。受访者提供