火山噴發將會極大地破壞生態環境
據外媒報道，如果有一個關于地質學領域取名方面的山爆競賽，那么“大滅絕”(Great Dying)應該能拿到一個不錯的可滅名次。在一個相對短暫的絕人竟火時期內，陸地上生活的最嚴重的災難大約70%的脊椎動物和海洋中大約90%的生物都完全消失了。二疊紀末期生命大滅絕一般被認為是山爆地球歷史上最嚴重的一次大滅絕事件。
直到大約10多年前，可滅有關這次發生在大約2.52億年前的絕人竟火大滅絕事件通常都會被稱作是“有史以來最大的謀殺謎團”，因為科學家們無法確定導致這場大災難的最嚴重的災難具體原因究竟是什么，他們提出了各種各樣可能的理論，但始終無法排除其中的任何一種可能。
但就在近期，測年技術方面取得的進展，再加上新出現的地質學證據正將我們引向更加接近事情真相的位置上。現在，大多數地球科學家都相信，作為地球歷史上五次最大規模生命大滅絕事件中最嚴重的一次，二疊紀生命大滅絕事件極有可能是由持續超過100萬年的強烈火山噴發活動造成的。
兇手：西伯利亞暗色巖?
所以說所有謎團都已經解開了嗎?也不盡然。
的確，我們現在知道在當時有體積大約為500萬立方公里的巖漿涌出地表，地點大致是在今天的俄羅斯西伯利亞地區。如此巨量的巖漿如果平鋪到地球表面上，則足以將整個地球表面覆蓋上一層厚度達到10米左右的巖漿層，而這一事件發生之后不久，緊接著二疊紀大滅絕事件就上演了。研究人員猜測這樣一場空前的超級巖漿噴出事件將會釋放出巨量的溫室氣體，驅動全球急劇變暖并導致全球的嚴重生態失衡。
然而，有關這一事件如何導致如此多生命形式完全消亡的很多細節仍然是諸多科學討論的話題。
這樣的辯論并非僅僅是簡單的學術探討，它對于我們的生存有著深刻影響。這樣的災難性事件的結果塑造了我們今日所見的動物和植物種類。另外，在導致了生命大滅絕事件的當時所發生的一些環境現象在我們今天所生活的世界中仍然可以找到。一些科學家表示，增進我們對于生命幾乎被完全毀滅環境情況的了解，將會增加我們作為一個物種能夠長期生存下去的幾率。
1980年，美國加州大學伯克利分校的地質學家路易斯和沃爾特·阿爾瓦雷茲(Luisand Walter Alvarez)父子組成了一個小組，并找到了確鑿的證據，證明地球歷史上最著名的一場大滅絕事件，即發生在大約6500萬年前白堊紀末期導致恐龍完全滅絕的事件可能是由一次大型隕星撞擊導致的。這一成果激發大批科學家試圖去找出其他幾次大滅絕事件的可能原因，其中就包括規模比白堊紀末期大滅絕事件大得多，后果也嚴重的多的二疊紀末期大滅絕事件。
在當時，西方很多被稱為“滅絕事件搜尋者”的科學家們手頭能夠開展研究的樣本和數據并不多，因為很多涉及相關年代的巖層都分布在一些當時他們難以抵達的地區，比如蘇聯和中國境內。但這并不妨礙他們不斷提出自己的想法和新的理論。
有一部分科學家將懷疑的目光投向了當時超級大陸，即所謂“泛大陸”或聯合古陸的形成所產生的一些后續影響，如淺海面積的減少導致很多海洋生物無處棲身。另外一些科學家指出在晚二疊紀的巖層中發現了嚴重氧氣缺乏和海平面下降的證據，這兩者都可以解釋當時發生的大規模海洋生命滅絕現象。
還有一些人則猜想當時從海底釋放出巨量的甲烷氣體引發了災難，但也有人指出，在西伯利亞發現的大量火山巖層很有可能與這一滅絕事件之間存在關聯。每一層新鮮的巖漿都會覆蓋此前一次噴發后已經凝結的巖漿，形成今天仍然可以見到的層層疊疊的巨厚巖漿巖層，也就是所謂的“西伯利亞暗色巖”。
謎團加深
英國利茲大學的地質學家保羅·維格納爾(PaulWignall)在2015年9月份剛剛出版了自己有關大滅絕方面的新書《最糟糕的時代》(TheWorstofTimes)。他表示：“當時的一種觀點是認為二疊紀末期大滅絕事件是在延續是百萬年的時間內逐漸發生的。”
然而對在意大利多洛米蒂山區采集的樣本進行分析之后，維格納爾和英國伯明翰大學的安東尼·哈拉姆(AnthonyHallam)在1992年共同發表了一篇文章，指出二疊紀末期大滅絕事件實際上可能是在短短數萬年的時間內迅速發生的。
如此快的滅絕速度迫使科學家們開始著手去尋找能夠對此進行解釋的原因，很多人開始傾向于認為小行星撞擊是最有可能的元兇。很多科學家還嘗試去尋找能夠印證這一觀點的地質學證據，比如在澳大利亞的對應巖層中他們發現了很多沖擊石英顆粒，這是沙粒在遭受嚴重沖擊作用下形成的高壓礦物，往往和隕星撞擊事件有關系。其他一些研究人員則在南極洲開展搜尋，他們發現當地有些巖層中的樣本測試得到的氦和氬的同位素值與形成與太陽系早期的富碳隕石的成分相當接近，這也暗示當時可能發生了隕星撞擊事件。
然而，科學們始終沒能找到與之對應的撞擊坑位置，于是這一理論也很快便遭遇了挑戰。美國斯坦福大學專門從事大滅絕事件研究的地質學家喬納森·佩耶(JonathanPayne)表示：“我們找不到一次大型撞擊或是其他任何大型災難性事件能夠造成如此規模的滅絕事件，除了形成西伯利亞暗色巖的那次事件之外。”
隨著年代測定技術的進步以及更多樣本的取得，在地質學界一種共識逐漸形成，那就是火山巖漿的噴發可能是導致二疊紀末期大滅絕的真正元兇——尤其是在一些科學家經過研究之后發現當時西伯利亞地區巖漿噴發活動的持續時間應為100萬年左右，而不是此前認為的1000萬~5000萬年。
地質學家們把懷疑的目光投向了火山噴發事件，認為其可能是造成二疊紀末期生物大滅絕事件的元兇。
地球生命的滅頂之災
那次空前的巖漿噴發活動所造成的災難是極端嚴重的，而在海洋中，災難導致的后果尤其嚴重，海底更是重災區。
很多物種整個大門類都被完全消除掉了，其中就包括目前已知最早出現的節肢動物——三葉蟲，另外也包括一些原始的皺襞珊瑚和橫板珊瑚，以及一些棘皮動物，比如花生形狀的海蕾，它們是今天海膽和海星的近親。其他一些，比如腕足類、苔蘚蟲以及和烏賊類似的菊石類動物、花朵形狀的海百合類動物等等。
而相比之下，那些游泳生物的處境則相對稍好一些。盡管其中的一些種類，如棘魚和盾皮魚依然滅絕了，但更多其他種類的魚類，以及身體長得和今天的鰻魚可能有些相似的牙形石類動物則成功地存活了下來。而當時那些生活在陸地上的生物也同樣遭遇了滅頂之災。和海洋生物一樣，很多陸生生物的種屬也都被完全抹掉了，其中包括長著軍刀般的尖牙，當時陸地上的食肉動物霸主麗齒獸，以及體型相對較大，食草的巨頰龍類動物。
根據俄羅斯莫斯科古生物研究所的德米特里·謝科巴諾夫(DmitryShcherbakov)的說法，當時生活在二疊紀晚期的昆蟲類生物中，大約有40%的種屬就此消失了。很多原先生活在赤道地區的昆蟲種屬，如蟑螂和蟬，隨著氣溫的升高，逐漸向北半球較高緯度地區擴散遷移。
而在植物方面，有證據顯示在當時所有的森林幾乎完全消失了。
在當時占據統治地位的裸子植物種屬中，很多開始就此衰落。在這一時期跨度長達1000萬年左右的地層中沒有發現煤炭，顯示當時缺乏能夠形成泥炭類沉積的植物。另外一項可以指示當時在植物界發生的嚴重情況是所謂的“二疊紀末真菌爆發事件”(fungalspike)——當時地層中發現真菌孢子化石的數量急劇增加。
英國諾丁漢大學的巴里·洛麥克斯(BarryLomax)表示：“這一現象可以解釋為當時大量真菌生長在已經枯死或即將枯死的樹木枝干上。這種現象在其他地層中是不曾出現的。”
兩階段滅絕事件
對于哪些物種遭遇了滅絕并確定這些事件發生的確切時間將能夠為我們提供最佳的證據，來判斷西伯利亞巖漿大爆發事件是如何造成如此顯著的影響的。
當維格納爾和他在中國地質大學(武漢)的同事們對中國境內發現的537種海洋生物化石進行了細致研究，結果發現其中有92%的種類在此期間遭遇了滅絕的命運。而更加關鍵的是，他們發現整個滅絕過程是分兩個階段進行的，中間大約存在18萬年左右的間隔期。
在第一個階段，淺水區域生活的生物遭遇了一場浩劫，如珊瑚，以及生活在淺海海床上的一些微型生物，如蜓(也稱“紡錘蟲”)以及一類名為“放射蟲”的浮游生物。而相比之下，在第二個階段，滅絕事件則主要發生在海洋深處。
在經歷第一階段的滅絕事件之后，新物種的演化速度是相當迅速的，而在經歷第二階段的滅絕過程之后，整個生物界的復蘇過程就顯得緩慢許多。這暗示在這一階段發生了從根本上動搖整個生態系統的重大環境變化。從格陵蘭和南極地區發掘出來的植物化石也同樣支持這一觀點，即二疊紀末期大滅絕事件本身存在著兩次相互分開的階段。
那么所有這些現象，究竟與發生在西伯利亞地區的巨型巖漿噴發事件之間存在何種關聯?這其中最為重要的一點就在于巖漿噴發過程中釋放出的巨量溫室氣體和其他有害氣體，包括二氧化碳和二氧化硫等等，這些氣體都會導致全球氣溫的升高。
人類活動正在將大量溫室氣體排入大氣，這在未來將會產生什么樣的后果?
環境災難
隨著全球氣溫的升高，海水中溶解氧氣的能力將會下降，而在正常機制下能夠將氧氣向深海區域輸送的洋流強度也將隨之減弱甚至陷于停滯。這樣的缺氧環境一般被認為正是導致海洋生物大量滅絕的主要原因——這一點已經得到從全球各地采集到的屬于這一地質時期的巖層證據的支持。
邁克·本頓(MikeBenton)是英國布里斯托爾大學的一名古生物學家，也是2003年出版的《當生命面臨死亡》(WhenLifeNearlyDied)一書的作者。他表示：“幾乎在任何地方，當時的巖層中都表現出明顯的界限性：沉積物從富含生物化石的富氧環境沉積，突然轉變為找不到生物化石的缺氧環境。”他說：“這樣的證據指向是非常明確的，毫無疑問。”
另外一些科學家指出，由于大氣中二氧化碳含量的升高，海水中也會溶解更多的二氧化碳成分，而這將造成海水酸化，從而導致貝殼類生物難以形成其碳酸鈣質地的外殼。海水中更高的二氧化碳含量也將迫使海洋生物們更努力地吸入氧氣，呼出二氧化碳。
佩恩表示：“很多人談論著當時環境中的‘三大殺手’，分別是：全球變暖，海水酸化以及缺氧環境。”根據佩恩的觀點，當時海水酸化的情況至少延續了超過數萬年之久。他說：“所有這些事件都會影響到海洋生物的正常生存，因為它們會對生物體的氧氣攝入和新陳代謝機制產生影響。我個人的觀點是傾向于認為這兩種因素占據著近乎同等重要的地位。”
然而維格納爾卻并不認為海水酸化在這次滅絕事件中起到關鍵作用的看法。他指出：“毫無疑問的一點是海洋的表層海水可能會發生酸化，但大多數海洋生物仍然是可以產生自己的碳酸鈣質外殼的，因為這些生物構建外殼的過程是在身體內進行的，在此過程中并不會和外界的海水發生直接接觸。”
而在另一方面，全球變暖過程也將對陸地上的生物產生顯著影響，不過這種影響顯然是不足以解釋當時所發生的如此規模的動植物大滅絕事件的。目前主流的地質學界傾向于認為這樣的死亡災難是當時大量有毒的氟氯碳類氣體，如氯甲烷等被大量排放到大氣中所導致的。
科學家們認為這些氣體可能是由于西伯利亞地區地下的煤炭和鹽層受到上涌巖漿的加熱而產生的。這些物質將會造成嚴重的臭氧層破壞，導致抵達地面的太陽紫外線強度大大上升。支持這一理論的證據出現在2004年，當時荷蘭烏得勒支大學的科學家亨克·維斯徹(HenkVisscher)報告，在接近二疊紀大滅絕對應時期的地質巖層中發現屬于石松科植物發生突變的孢子化石的含量急劇上升——這可能是更強烈紫外線照射的后果。
還有科學家提出可能是當時的環境壓力源，如增加的海水酸度——而不是增加的太陽紫外輻射導致了這樣的基因突變現象。不過，洛麥克斯則支持維斯徹的觀點。他表示：“在地質歷史上還有其他一些時期海水是酸化的，大膽我們卻并未觀察到類似的植物孢子發生突變的現象，因此看上去更加符合邏輯的可能是這種突變現象是與當時增強的太陽紫外輻射相關聯的。”
佩恩指出，從長遠角度看，二疊紀末期生物大滅絕事件對于生命來說其實是有益的，因為我們可以發現地球上物種的種類在經過這一滅絕事件之后達到了新的高度，不過在此期間經歷的漫長恢復期意味著這完全不應該感到任何的寬慰。佩恩表示：“在地球生命歷史上發生過的所有大滅絕事件，其背后的環境因素有很多在今天正在再次發生，我們預計在未來的100~1000年內，事情就會變得很糟糕。”他說：“事實上，從長期來看，二疊紀末期滅絕事件對于生態系統的進一步多樣化是起到了刺激作用的。但同時必須看到，在經歷這一滅絕事件之后，生物界的恢復耗費了長達數百萬年的時間。因此，生物多樣性的喪失不應被視作是對于人類社會有用或相關的事件。”
在他1993年出版的《古生代大危機》(TheGreatPaleozoicCrisis)一書中，美國古生物學家道格·埃爾文(DougErwin)將對二疊紀末期生物大滅絕事件可能原因的探尋比作是著名英國偵探小說家阿加莎·克里斯蒂的杰作《東方列車謀殺案》中大偵探赫爾克里·波洛(HerculePoirot)所面臨的局面。這位偵探最后得到的結論是，整個列車上的所有乘客都參與了這場謀殺。
而維格納爾在他出版的著作中，則將道格·埃爾文這樣將原因一股腦歸結于“所有一切事物”的做法稱為是“懶人所為”。與埃爾文不同，維格納爾將這一事件與一部丹麥偵探電視片《謀殺》(TheKilling)中的女主角莎拉·倫德(SarahLund)進行了類比。在該電視劇的第一部中，隨著劇情的推進，越來越多的嫌疑人進入了莎拉偵探的視野，最終她從所有這些疑犯中找出真正的謀殺兇手。而維格納爾對二疊紀末期生物大滅絕事件找到的這真正的兇手便是大規模的火山爆發，加上其后續引發的全球變暖，海水缺氧以及臭氧層破壞。
隨著科學界獲得越來越多更加精確的數據，人們在探尋此次空前大滅絕事件背后可能的原因時，其得到的結果可能并不會是直截了當的。環境因素將會造成滅絕效應的倍增，而不僅僅是簡單的加劇，因此很難將某一單一事件與其他導致的連串環境效應產生的后果區分開來。
而來自火山爆發產生的含碳，含硫化物以及其他酸性物質則會導致酸雨的形成，從而引發另外一場生態災難。這種關系鏈生動展示了環境因素是如何以直接或間接的方式殺死地球上的各種生物的。本頓指出：“由于酸雨和強烈紫外線，陸地上的植物大量死亡。這從根本上破壞了整個陸地食物鏈，首先會導致植食性動物的饑餓和死亡，緊接著就是肉食性動物。”
下一次大滅絕即將到來?
很多科學家相信這樣的生態系統破壞也正在21世紀的地球上發生，人類活動產生的大量二氧化碳被排放進入大氣層，使其含量達到有測量記錄以來的最高值，這或許將成為未來我們需要面對的重大生存挑戰之一。發生在二疊紀末期的生物大滅絕事件或許可以為我們提供一個合適的教學案例，但卻并不會自動免除我們的風險。
維格納爾表示：“事實上我們正在創造，或者說推動著另一次‘二疊紀末期生物大滅絕’事件的發生。不過海洋升溫的過程將會是緩慢的，模型顯示在未來的大約200~300年內，海水中溶解氧的含量將下滑到令人擔憂的程度，而洋流系統在未來數千年內將會出現異常。誰知道到那時候將會發生一些什么樣的事情呢?”
