超级厄尔尼诺现象导致地球上 90% 的生物死亡

大约 2.52 亿年前，极端的厄尔尼诺海洋变暖事件是地球历史上最大规模灭绝的主要驱动因素。二叠纪-三叠纪变暖事件导致地球上 80% 至 90% 的物种死亡，并对地球持续变暖发出了严峻警告。9 月 12 日发表在《科学》杂志上的一项研究详细介绍了海洋变暖如何在地球历史上的这一动荡时期发挥了重要作用。

大灭绝

二叠纪-三叠纪大规模灭绝（也称为大灭绝）是由现今西伯利亚的大规模火山喷发引发的。火山向大气中喷出有毒气体，二氧化碳排放量的增加导致全球气温迅速升高。大灭绝最终为恐龙统治地球铺平了道路，但它甚至比白垩纪-古近纪灭绝更糟糕，后者最终在大约 6600 万年前消灭了大部分恐龙。

火山喷发和紫外线辐射导致二氧化碳增多，导致海洋和陆地生态系统崩溃。然而，陆地上的植物和以适应力强著称的昆虫为何会遭受与海洋中一样严重的破坏，这在科学界仍是一个谜。

[相关：这种体型与老虎相仿、牙齿锋利、皮肤像犀牛的食肉动物在“大灭绝”之前繁衍生息。 ]

“气候变暖本身并不能导致如此毁灭性的灭绝，因为正如我们今天所看到的，当热带地区变得太热时，物种会迁移到较冷、纬度较高的地区，”研究报告的共同作者、英国布里斯托尔大学的气象学家和气候学家亚历山大·法恩斯沃思在一份声明中说。“我们的研究表明，温室气体的增加不仅使地球大部分地区变暖，而且还增加了天气和气候变化，使其变得更加‘狂野’，生命更难生存。”

研究团队表示，这场灾难表明，全球变暖不仅仅是地球变得难以忍受的热度，而且还会导致几十年内气候状况剧烈波动。

“大多数生命都无法适应这些条件，但值得庆幸的是，有少数生命幸存了下来，没有它们，我们今天就不会在这里，”研究报告的合著者、武汉中国地质大学的古气候学家孙亚东在一份声明中说。“这几乎是地球生命的终结，但还不算完全。”

测量温度的牙齿

在这项研究中，研究小组通过研究一些已灭绝的游泳生物牙形刺的化石牙齿材料中的氧同位素，了解了二叠纪-三叠纪变暖的全貌。这些微小的海洋无脊椎动物身长不到一英寸，可能与现存的盲鳗有远亲关系。

研究团队利用氧同位素了解来自世界各地的牙形刺样本所经历的温度变化，并建立了各种气候模型。这些模型表明，低纬度和中纬度地区的温度梯度显著下降。

“从本质上讲，所有地方都变得太热了，”法恩斯沃思说。“导致气候模式变化的原因非常深刻，因为当时的厄尔尼诺现象比今天更强烈、持续时间更长。物种根本无法足够快地适应或进化。”

最近，厄尔尼诺现象导致降水模式和全球气温发生重大变化。正是这种极端天气导致美国部分地区 6 月份出现创纪录的热浪。2023 年也是全球有记录以来最热的一年，部分原因是太平洋出现强烈厄尔尼诺现象。这种强烈的厄尔尼诺现象因人为因素导致大气中二氧化碳增加而加剧，导致全球发生野火和干旱。

[相关：大规模灭绝期间繁衍生息的“活化石” 。]

“幸运的是，到目前为止，此类事件每次只持续一到两年，”研究报告的共同作者、英国利兹大学的古生物学家保罗·维格纳尔在一份声明中说。“在二叠纪-三叠纪危机期间，厄尔尼诺现象持续的时间更长，导致十年的普遍干旱，随后是数年的洪水。基本上，气候无处不在，这使得任何物种都很难适应。”

研究中建立的气候模型也有助于解释为什么在2.5亿年前的岩层中发现如此多的木炭。

“如果气候干旱，野火就会变得非常普遍。地球陷入了危机状态，土地燃烧，海洋停滞，”研究报告合著者、英国赫尔大学古生物学家戴维·邦德在一份声明中说。“无处可藏。”

为了生存而迁徙

研究小组还观察到，数百万年前曾发生过许多类似西伯利亚火山事件的事件。其中许多事件导致了物种灭绝，但没有一次引发像二叠纪-三叠纪事件这样大规模的事件。

这些超级厄尔尼诺现象似乎加剧了二叠纪-三叠纪灭绝事件的破坏性。它们在气候中形成了一个正反馈循环，导致热带地区开始出现极端高温，并向外蔓延。这种高温随后杀死了地球上的大多数植物，而这些植物过去和现在对于从大气中去除二氧化碳和全球食物网的基础都至关重要。如果太多植物死亡，地球阻止二氧化碳因持续的火山活动而在大气中积聚的机制也会随之消失。

反馈回路还有助于解释二叠纪-三叠纪陆地大规模灭绝为何比海洋灭绝早了数万年。

“虽然海洋最初没有受到温度上升的影响，但超级厄尔尼诺现象导致陆地温度以极快的速度超过大多数物种的热耐受度，以至于它们无法及时适应，”孙说。“只有能够快速迁徙的物种才能生存下来，而没有多少植物或动物能够做到这一点。”

[相关：沸腾的超大陆可能在 2.5 亿年内杀死所有哺乳动物。]

虽然大规模灭绝事件很少见，但事实证明，它们对自然生命重置系统至关重要。它们还能刺激进化。

“二叠纪-三叠纪大规模灭绝虽然破坏性极大，但最终恐龙崛起，成为此后的主导物种，”法恩斯沃思说。“白垩纪大规模灭绝也会导致哺乳动物和人类的崛起。”