西伯利亚陷阱的初始脉冲触发了终身灭绝

麻省理工学院的新研究表明，大约2519万年前，在今天被称为西伯利亚陷阱的地区，岩浆脉冲通过地球上升并引发了终身灭绝。

来自美国地质调查和麻省理工学院的地质学家们在掀起了最终 - 二叠纪灭绝，地球最毁灭性的大规模灭绝的精确活动中寄宿过，这在大约2.52亿年前造成了9.52亿陆地的90％的海洋生物和75％的生命。

在今天发表的自然通信的论文中，团队报告说，大约2519万年前，巨大的岩浆脉搏通过地球上升，在今天被称为西伯利亚陷阱的地区。其中一些熔融液停止爆发到表面上，而是在地球的浅层地壳下面展开，占地面积跨越近100万平方英里的巨大岩石网络。

随着地下岩浆结晶到称为窗台的地质形成，它加热了周围的碳富含沉积物，并迅速释放到大气中，巨大的二氧化碳，甲烷和其他温室气体。

“这一窗台的第一次脉冲产生了大量的温室气体，而且事情变得非常糟糕，真的很快，”第一作者和前麻省理工学院的研究生Seth Burgess说。“气体温暖了气候，酸化了海洋，并使陆地和海洋中的东西难以生存。我们认为吸烟枪是西伯利亚陷阱的第一个脉冲。“

灭绝的根源

自20世纪80年代以来，科学家们曾怀疑地球最严重的灭绝事件，包括的终身灭绝事件，被诸如西伯利亚陷阱的大型火油省的膨胀岩等膨胀岩，由熔岩突然爆发的土地和侵入的膨胀众区引发表面下的岩浆。但Burgess在这样的假设中被某种不协调击中了。

“一件事真的被困在我身上的拇指：大多数情况下，Magmatism的总持续时间大约是100万年，但灭绝真的很快就会发生在大约10,000年。这告诉我，这不是整个大型火油省驾驶灭绝，“Burgess说，他现在是美国地质调查的研究科学家。

他抑制了大规模灭绝的根本原因可能是较短的，更长的岩浆主义间隔，在大的火球省份的较长时间内。

挖掘数据

Burgess决定重新检查他作为MIT鲍威尔鲍威尔州Lab of Mit地球，大气和行星科学部地质地质学教授的研究生成立的地质纪念碑。

2014年和2015年，他和弓弦使用了高精度的约会技巧来确定终端岩石末端岩石灭绝和年龄的时间，即球队在西伯利亚陷阱超过三场野外探险。

从岩石的年龄来看，他们估计这个岩石期在终端二叠纪灭绝的开始前达到了大约300,000年，并在灭绝结束后递给50万年。从这些日期来看，团队得出结论，西伯利亚陷阱中的岩浆族必须在触发大规模灭绝方面发挥作用。

但难题仍然存在。即使熔岩在灭绝前数十万年巨大数千年爆发的熔岩爆发，全球化石记录也没有证据表明该期间在气候系统中的任何生物压力或重大变化。

“如果这些熔岩正在推动灭绝，你会期待，你认为全球生物圈下降的证据，”伯尔斯说。

当他回顾集团的数据时，他注意到在灭绝开始前300,000年窗口中的岩石几乎完全是火山，这意味着它们由熔岩爆发到土地上。相比之下，地下窗台仅在灭绝开始前开始出现，2519万年前。

“我意识到那个最古老的格栅，突然灭绝的爆炸，”伯吉斯说。“当你已经爆发了所有这些熔岩时，生物圈中没有发生任何负面影响，但第二个你开始侵入窗台，群众灭绝开始。”

修改时间表

根据他对数据的新观察，Burgess已经概述了可能引发终审灭绝的过程的精致，三阶段时间表。第一阶段标志着熔岩广泛爆发的山地爆发，2522万年前。随着熔岩喷出并在300,000年内凝固并凝固，它建立了密集，岩石帽。

第二阶段在大约2519万年前开始，当熔岩帽成为后续熔岩喷发的结构屏障时。相反，上行岩浆摊位和在熔岩帽下面铺设在窗台下，汇温地球的富含碳沉积物，并释放大量温室气体到大气中 - 几乎准确地说，当大规模灭绝事件开始时。“这些第一个窗台是关键，”伯吉斯说。

最后阶段开始大约2515万年前，因为气体释放放缓，即使岩浆继续侵入沉积物。

“此时，岩浆已经脱气了大部分挥发物的盆地，并且从已经煮熟的盆地中产生大量挥发物变得更加困难，”Burgess解释道。

其他灭绝的罪魁祸首？

类似地，窗台的短脉冲已经引发地球历史中的其他大规模灭绝了吗？Burgess看着三个其他灭绝事件的地球节数据，科学家发现与大火省份恰逢：白垩纪 - 古代，三叠纪/侏罗纪和早期的侏罗纪灭绝。

对于三叠系/侏罗纪和早期的侏罗纪灭绝事件来说，他发现相关的大型火油省份包含了重要的窗台或侵入式岩浆网络，进入了可能托管挥发性气体的沉积盆地。在这两种情况下，灭绝触发器可能是侵入性岩浆的初始短脉冲，类似于终端二叠纪。

然而，对于白垩纪 - 古代事件 - 杀死恐龙的灭绝 - 伯可士指出，当时正在爆发的大型石油省主要由熔岩组成，而不是斯蒂尔斯，并被爆发成花岗岩岩石，而不是气体 - 丰富的沉积盆。因此，它可能没有释放足够的温室气体以完全导致恐龙枯竭。相反，Burgess表示，熔岩爆发的组合和小行星突发的影响可能是负责任的。

“大量的火火省一直被归咎于大规模灭绝，但如果他们真的有罪，没有人真的很骄傲，如果是的话，它是如何完成的，”伯吉斯说。“我们的新工作需要下一步，并确定大型火油省的哪一部分是有罪的，以及它如何犯罪。”

本文的共同作者是鲍鱼大学的鲍鱼和J.D.Muirhead。这些研究部分由美国地质调查Mendenhall博士后研究团契支持，该研究奖学金被授予Burgess。

出版物：S. D. Burgess，J。D. Muirhead＆S. A.鲍鱼，“西伯利亚陷阱初始脉冲作为终端 - 二叠纪爆发的触发，”自然通信8，物品编号：164（2017）; DOI：10.1038 / S41467-017-00083-9