2月22日，国际著名学术期刊《自然—通讯》Nature Communications 在线发表了中国科学技术大学地球和空间科学学院、中国科学院壳幔物质与环境重点实验室“千人计划”教授沈延安博士的研究论文。该文对地球历史上最大一次生命灭绝事件的原因提出了新的地球化学证据。
古生物化石记录表明，在过去5.4亿年的地质历史中，地球上总共发生了5次生物大灭绝事件。其中距今2.5亿年之前二叠纪末的生命灭绝事件代表了生命发展史中最惨烈的事件，造成了超过90%的海洋生物物种的消失。长期以来，世界各国地球科学家对造成二叠纪末生命大灭绝事件的现象和原因进行了深入的研究与探讨，建立了许多理论与模式。沈延安教授的最新研究报道了新的地球化学证据，提出了新的生命灭绝模式，从而推动了对二叠纪末生命灭绝原因的认识。
沈延安教授对浙江煤山剖面进行了详细的地球化学研究。该剖面是全球二叠系-三叠系界限的“金钉子”剖面。沈延安教授及其同事首次精确测定了煤山剖面的多种硫同位素组成，发现随着灭绝事件的逐渐展开，硫同位素组成出现了间歇性异常。根据硫同位素分馏原理和二叠纪海洋化学组成，他们认为硫同位素异常是由于厌氧海水的间歇性上涌造成的。在时间上，海水的间歇性上涌与许多生物物种在大灭绝事件之前的大量减少是一致的。因此，他们提出厌氧海水的间歇性上涌造成了生物物种的大量减少。
这一研究成果表明，地球表层环境的不断恶化可能造成了二叠纪末生命大灭绝。这一结论对研究现代全球变化具有重要启示意义。
该研究得到国家自然科学基金委杰出青年科学基金的资助。
Nature Communications doi:10.1038/ncomms1217
Multiple S-isotopic evidence for episodic shoaling of anoxic water during Late Permian mass extinction
Yanan Shen,1 James Farquhar,2 Hua Zhang,3 Andrew Masterson,2 Tonggang Zhang1 & Boswell A. Wing4
Global fossil data show that profound biodiversity loss preceded the final catastrophe that killed nearly 90% marine species on a global scale at the end of the Permian. Many hypotheses have been proposed to explain this extinction and yet still remain greatly debated. Here, we report analyses of all four sulphur isotopes (32S, 33S, 34S and 36S) for pyrites in sedimentary rocks from the Meishan section in South China. We observe a sulphur isotope signal (negative δ34S with negative Δ33S) that may have resulted from limitation of sulphate supply, which may be linked to a near shutdown of bioturbation during shoaling of anoxic water. These results indicate that episodic shoaling of anoxic water may have contributed to the profound biodiversity crisis before the final catastrophe. Our data suggest a prolonged deterioration of oceanic environments during the Late Permian mass extinction.
