古海洋的新线索重塑我们对大规模灭绝和未来海洋的认知

科学家们最近的突破研究表明,在两亿多年前的三叠纪-侏罗纪边界,海洋酸化的风险已被首次确认为导致生态系统大规模灭绝的关键因素。

来自圣安德鲁斯大学和伯明翰大学的研究小组通过对古代牡蛎壳的研究,重建了这一时期的海洋酸碱度,从而获得了这一重要发现。

这一灭绝事件标志着地球历史上最重要的生物灭绝事件之一,海洋生物经历了剧烈的变化——珊瑚礁消失,腕足动物和软体动物苦苦挣扎,包括鱼类和爬行动物,如鱼龙和蛇颈龙也面临灭绝的命运。

基于新数据,研究团队能够首次确定在这个时期海洋pH的急剧下降。通过研究硼同位素数据,揭示了该过程的具体细节。

研究结果发布于《自然通讯》期刊,证实海洋酸化不仅是一种假设,而是一个真实、迅速而严峻的过程。

在这一灭绝事件之前,海洋pH值维持在8.2左右,类似于今天的状况。然而,研究揭示,pH值至少下降了0.3单位,甚至可能超过0.4单位。

尽管这一变化看似微小,但在海洋化学中,哪怕是微小的变化也可能带来巨大的后果。如此大幅度的下降意味着大气中的二氧化碳浓度加倍,导致海水更加酸性。

这种突如其来的酸化将对依靠碳酸钙以构建外壳和骨骼的海洋物种产生深远影响。

研究者们将这一显著的pH下降与由大规模火山活动引起的二氧化碳急剧增加联系在一起。

随着超级大陆潘希亚的裂解,巨大的火山喷发向空气释放了大量的碳。这些碳主要来自地球的深层地壳,改变了气候并使海洋酸化。

利用名为cGENIE的地球系统建模工具,支持了这一观点,即这种碳源主要来自地球本身,而非表层过程。

这项研究的共同作者、圣安德鲁斯大学的詹姆斯·雷博士强调了这一发现的重要性: “地质纪录告诉我们,重大二氧化碳释放改变着地球的面貌,使海洋酸化,导致大规模灭绝。我们必须迅速行动,以避免相似的后果。”

这项研究并非孤立存在,科学家们现在知道,海洋酸化在地球历史上至少影响过五次最大的灭绝事件中的三次。

这些发现暗示着一个共同的趋势:当碳循环被推向极限时,生命在全球范围内受到威胁。

历次事件都表现出,地球化学的快速变化可以摧毁生态系统,并导致恢复期长达数百万年。

三叠纪-侏罗纪灭绝事件之所以重要,是因为在这次灭绝中,火山二氧化碳释放、海洋酸化与生物多样性的崩溃之间存在清晰的联系。

在地质记录中,科学家们能够追踪到危机的每个步骤,从碳释放到酸化再到多样性的崩溃。

更为令人担忧的是,如今的碳排放与过去的情况相比较。

两亿年前pH值的下降幅度,与我们对未来海洋的最坏预期相符。然而,区别在于速度。当时这一过程持续了数万年,而今天由于人类活动向大气中排放碳的速度大幅提高——仅在几百年内完成。

这种压缩的时间线使海洋生物适应的时间大大减少。

海洋作为一个庞大的碳汇,吸收了三分之一的二氧化碳。当过多的二氧化碳迅速进入海洋时,化学成分变化很快。依赖于虾蟹和某些浮游生物顺利生存的外壳生物面临生存危机。

它们的消失会波及整个食物网,影响从鱼类到海鸟再到人类的生存。

古代灭绝的教训非常明确:碳循环可能被打乱,而当它被扰动时,后果将是巨大的。

过去显示,当碳涌入系统时会发生什么。而现在我们正在做的事情与过去相似——只是速度加快了。

这项新研究不仅为了解古代历史提供了窗口,也为当前的形势发出警示。

通过理解历史上导致海洋酸化的原因,科学家们希望能够更好地预测并可能阻止未来发生类似的破坏。

三叠纪-侏罗纪灭绝的故事显示,碳与生命密切相连。当一个超出极限,另一个也可能崩溃。

气候变化如今不仅是未来的问题——它正在当下展开。

古老的化石记录告诉我们,历史曾经的教训。这次不同的是,我们知道它的到来。我们现在拥有采取行动的工具。

图片源于:thebrighterside