无论是否看过影片,显然人们都不希望《2012》的情景真地在今年“再现”。为此,科学家们正马不停蹄,其中一些人致力于“让过去告诉未来”,在挖掘千古之谜的同时,找到应对或防范可能危机与风险的有效办法。他们最新取得的一大成果是:终于揭开困扰国际科学界多年、隐藏了几亿年的秘密——查出导致“二叠纪”(Permian period,始于2.9亿年前,终于2.5亿年前)这一地球上生物最为鼎盛时期所发生的史上最严重、最惨烈的生物大灭绝事件的“真凶”——它令全球海洋中约95%、陆地上75%的生物物种惨遭“清洗”而灭绝,海、陆生态系统全盘崩溃,生物圈几乎回到原始状态。
领衔“破案”的是沈树忠研究员。他供职的中国科学院南京地质古生物研究所联合中国科学技术大学和美国麻省理工学院)、国家自然历史博物馆、加利福尼亚大学与加拿大等的14个科研单位组成的国际研究团队,历经10余年,通过多种手段,确定二叠纪末生物大灭绝事件发生于2亿5228万年前,全程不过20万年,其灭绝速度远远快于前人已有的研究结论,如1984年国际知名古生物学家、芝加哥大学教授约翰·塞普考斯基(John Sepkoski)就认为“要用上1000万年左右”。
20万年,如今看起来很长,但在生物演化浩瀚的历史长河里,这仅仅是“一瞬”。如此短暂的地质时间内,发生了比6500万年前后“白垩纪”晚期恐龙全部“消失”更大的灭绝事件,地球从此进入异常的长达500万年以上的生命“萧条”期!
此次由中国科学家主持、全球20多位科研人员共同参与的最新研究成果,是迄今为止有关二叠纪末生物大灭绝事件的研究中时间精度最高、研究手段最综合的原创性成果,已于不久前以“Research Article”的形态发表在了国际权威杂志《科学》上,题为《卡定二叠纪末生物大灭绝的时间》(Calibrating the End-Permian Mass Extinction)。长期以来,这一超级灭绝事件的发生和持续的精确时间难以精准的锁定,即便在年代上,最多也只到“百万”年的级别。“所以,其原因与模式也难以确定,一直是迷。”身为此次论文“第一作者”的沈树忠研究员表示。
今年2月11日,中国科学院资源环境科学与技术局等机构联合有关专家,对中科院南京地质古生物研究所承担的又一个国际合作伙伴计划项目进行了验收。而在2000年时,曾任该所学术委员会主任的世界著名地层古生物学家金玉玕院士等科学家在《Science》(科学)上发表论文,认为是“瞬间”事件导致了生物的大灭绝,并非以往认识的“逐渐消亡”或“分期绝灭”,而是一次“突然暴发”的灾难事件,这样的观点显然对达尔文“适者生存”的传统进化论构成了挑战。由此,也有美、日等国科学家推断当时是小行星猛烈撞击了地球,所造成的强烈震波瞬间杀死了上千平方公里内的所有生物。这种设想与观点风靡一时,同样还受到普通民众的普遍关注。
地球46亿年的历史并非一本一帆风顺的“流水账”,而是波澜壮阔的生命演进史。自生命在地球上出现的那一刻起,至今已经发生过5次生命大灭绝事件,可有关它们爆发的年代和原因不时成为学术界争论的热点。从上世纪80年代起,金玉玕院士带领中科院南京古生物研究所同仁开始着手调查与研究发生在二叠纪末的这次最大的生物灭绝惨案。此间,又有好几位研究人员相继加入,沈树忠便是其中的一位,至今已埋头十多年的他一心想“还原”当年的真实“景象”与导致它的真正原因。
“取证”
要“还原”,就须找到足够的化石——生命演化最“忠实”的记录者。于是,一支可能是世界上学历最高的“流浪者”纵队,常年间辗转群山峻岭与偏远区域,寻觅亿万年前的种种证据。在过去10年里,沈树忠研究员沿着老一辈科学家的足迹,带队在华南、西藏以及巴基斯坦、克什米尔地区和其周边地区等的数十条二叠——三叠系界线地质剖面展开高分辨率生物地层研究,这些剖面既有海洋环境,也有陆地环境,还有海陆过渡环境。
细致而全面的工作给他们带来了“最想要的”:在浙江煤山发现了高分辨率的牙形化石带——化石长短不一,但均为相似的长方形,都是古生物学上用以作为划分古生界和中生界的标准化石。
在这里和四川广元等地的剖面上,他们还找到了火山灰的痕迹。每一次火山喷发后,火山灰都会沉积下来保存在地质当中。据沈研究员介绍,火山灰里面常常含有锆石这样的矿物。它化学性质很稳定,可耐受3000℃以上高温,广泛存在于酸性火成岩里,其成分可以用来测定火山是在什么时间喷发的,精度会很高。
中国的科研人员与美国麻省理工学院同位素年龄实验室合作,对分布在华南地区海陆相地层中的29个火山灰层进行了系统采集和高精度地质年龄测定,用最先进的测年方式所做的测年研究,其精确度达0.09%。
经过高精度生物地层和火山灰年龄测定与同位素地球化学等多学科交叉手段的“追问”之下,在种种“证据”面前,几亿年前的“秘密档案”终于被“公开”,让科学家们得以解读并首次确定二叠纪末生物大灭绝发生的具体时间——2.5228亿年前。
“煤山的地质剖面中第25层最为关键,正好是火山灰层,而且时间点就在2.5228亿年前。”沈树忠研究员介绍说,经化石对比、火山灰测年,并让不同地区、不同剖面由时间来“串联”,最终“算”出此次大灭绝极其快速短暂的时间进程——从以前推断的千万年(最初地质学家认为的2. 5140亿年前)缩短至20万年,而绝非“一个非常缓慢的过程”。