超级厄尔尼诺或为二叠纪生物大灭绝“罪魁祸首”

地球史上最大规模的灭绝事件，其开端可能不仅伴随着一声巨响，还伴随着风向的转变。

大约2.5亿年前，在二叠纪末期的生物大灭绝中，超过80%的海洋物种和三分之二的陆地物种灭绝，这是生命史上最接近全面毁灭的一次。大多数科学家认为，位于现今西伯利亚地区的巨大火山喷发是引发此次事件的元凶，火山喷发释放出二氧化碳，导致地球变暖。

然而，近日发表在《科学》杂志上的一项模型研究指出，当时的全球海洋中出现了一种超级厄尔尼诺现象，为大灭绝事件的发生埋下了伏笔，由此引发的极端天气摧毁了森林，并拉开了生物灭绝的序幕。

火山喷发和小行星撞击是众所周知的生物大灭绝罪魁祸首。而加州大学戴维斯分校地球化学家Isabel Montañez表示，天气模式可能加剧其影响的观点“让人耳目一新”。

根据楔齿龙 (一种类似鳗鱼的生物) 化石牙齿中氧同位素含量的波动记录，对古代海表温度的研究表明，当时广阔相连的特提斯洋和泛大洋呈现出西暖东凉的温度格局。这与当今太平洋的情况相似，稳定的信风将暖水堆积在西部。但记录显示，随着灭绝事件的临近，这种模式消失了，这表明暖水会周期性地向东扩散，类似于当今厄尔尼诺现象期间的情况，中国地质大学古气候学家、该研究的第一作者Yadong Sun说道。

由于这些温度记录较为模糊，因此Yadong Sun求助于气候模型专家，以更清晰地描绘出当时的情景。在二叠纪灭绝事件发生时，地球被一个横跨两极的超级大陆——盘古大陆所主导，而特提斯洋和泛大洋则环绕着地球的大部分。研究团队将这一地理特征输入了由英国气象局开发的气候模型，并调整了诸如西伯利亚火山喷发所驱动的温室气体增加等因素。这使他们能够重现持续10万年甚至更久的“大灭绝”期间地球气候的快照。“幸运的是，一切都吻合。”Yadong Sun说道。

地质证据表明，在火山喷发之前，大气中的二氧化碳浓度可能约为400 ppm，与当今水平相似。布里斯托尔大学研究合著者、古气候模型专家Alexander Farnsworth表示，随着二氧化碳浓度开始上升，模型显示强烈的厄尔尼诺事件开始发生。赤道西部的暖水向东扩散，阻止了深层冷水到达海面。正如当今厄尔尼诺现象期间所发生的那样，全球范围内将引发混乱的天气。当二氧化碳浓度升至800 ppm及以上时，厄尔尼诺现象的威力将超过历史上任何一次，持续时间可长达7年。“你会看到这种惊人的热量积聚，并且持续存在。”Farnsworth说道。

奥斯陆大学的古气候学家Wolfram Kürschner表示，当时的盘古大陆沿海地区植被茂盛，但广袤的内陆地区却十分干旱，有点像“超级澳大利亚”。这可能使盘古大陆更容易受到厄尔尼诺及其对立面拉尼娜现象所引起的干旱和过量降雨波动的影响。这种极端天气的波动可能有助于解释二叠纪地质记录中显示的洪水频发和煤炭沉积物缺失的现象，这表明森林已经消失。“这是我们在理解上的一个重要进步，”他说道。

Montañez表示，最重要的是，这是首个可以充分解释为何化石记录显示陆地物种灭绝时间早于海洋物种数千年的灭绝机制。这在火山理论中一直是个谜，因为火山喷发释放的二氧化碳导致的全球变暖应该会在阻碍海洋环流和混合、导致海洋生物因缺氧而死亡的同时，也杀死陆地上的生物。厄尔尼诺现象的波动可以解释这种滞后现象，因为许多海洋生物比陆地生物更能适应这种波动——珊瑚礁是一个显著的例外。事实上，唯一早期死亡的海洋生物就是珊瑚。

超级厄尔尼诺现象并不排除其他灭绝方式的可能性——实际上，它们可能还助长了其他灭绝方式。Farnsworth表示，厄尔尼诺现象通过摧毁森林，可能向大气中释放了更多的碳，从而在火山喷发间歇期保持碳含量处于高水平。同时，火山爆发产生的有毒化学物质，甚至平流层中注入的破坏臭氧的化学物质导致紫外线辐射增加，这些都可能起到了推动作用。“灭绝率如此之高，必定有多种因素在起作用，”Yadong Sun说道。

该研究提出了一个令人不安的前景，即当今不断上升的温室气体水平可能会引发类似二叠纪时期的超级厄尔尼诺现象。迄今为止，根据当前变暖情况对未来厄尔尼诺现象进行预测的气候模型给出了不同的预报。“没人知道会发生什么，”德克萨斯大学奥斯汀分校的古气候学家Judson Partin说道。

​然而，鉴于二叠纪末期的动荡似乎始于与当今相似的二氧化碳水平，Yadong Sun对于这种不确定性并不感到宽慰。“今天发生的一切，以前都发生过。”只是这一次，人类成了“火山”。