漫威电影《复仇者联盟 3》中，灭霸打了个响指，宇宙中 50% 的生命消失。现实世界其实比电影中更加残酷，约 2.52 亿年前的二叠纪末发生生物大灭绝，地球超过 80% 的海洋物种、约 90% 的陆生物种都在这次事件中消失。这次灭绝的过程、经历时间，科学界认识较为模糊。2024 年 2 月 1 日，南京大学沈树忠院士领导的 " 二叠纪末生物大灭绝 " 研究团队在《科学进展》杂志发表最新研究成果，首次精确限定了二叠纪末低纬度地区陆地生物大灭绝的时间。

△二叠纪末不同纬度带陆地生态系统崩溃过程模式图

靠近赤道的陆地生态系统崩溃较晚

火山爆发、酸雨持续、海洋缺氧、气温突变 …… 各种堪称 " 末世危机 " 的灾难，在二叠纪末期叠加起来，造就了地球生命史上最惨烈的一次生态危机。科学家评估其严重程度，超过了公众熟知的白垩纪末 " 恐龙大灭绝 "。曾经繁盛于寒武纪、 奥陶纪和志留纪的三叶虫家族，在二叠纪末期遭到了最后的 " 致命一击 " 彻底灭绝，还有海蕾纲、板足鲎纲、棘鱼纲的各种动物，都在二叠纪末灭绝。

但二叠纪末的灾难并非像 " 灭霸打响指 " 发生在顷刻间，以往的科学研究表明，海洋生物的灭绝过程持续了约 6 万年，而对陆地生物的灭绝持续了多久，则是一个未知数。

曾有国外研究团队发布研究成果，位于南方高纬度带的澳大利亚东部陆地生物大灭绝发生在大约 2.5231 亿年前，相对海洋生物大灭绝发生得更早。那么靠近赤道的低纬度地区陆、海生物大灭绝发生的时间关系是怎样的呢？

△中国西南地区陆相火山灰 CA-ID-TIMS 锆石 U-Pb 年龄

我国西南地区是研究低纬度地区陆相生物大灭绝的理想地区，发育了连续的二叠纪 - 三叠纪之交陆相、海陆过渡相地层，记录了二叠纪末陆地生物大灭绝的发生过程。针对该科学问题，沈树忠院士团队经过多年的努力，通过系统的野外火山灰样品采集，团队成员赴美国麻省理工学院同位素实验室，利用 CA-ID-TIMS 方法对其中的锆石开展了高精度 U-Pb 同位素年代测定，共获得 8 个高精度地质年龄。这种定年方式，具备 " 万年 " 级别的精度，可对大灭绝发生过程做出较为准确的判断。

研究团队通过对年龄数据的详细分析以及全球对比，首次精确限定了低纬度地区二叠纪末陆地生物大灭绝的时间和模式，揭示了低纬度地区陆地生态系统开始崩溃的时间，比海洋生物大灭绝开始的时间推迟了至少 6 万年。

△沈树忠院士与吴琼博士等在贵州岔河剖面采集样品

陆地生态系统崩溃过程持续 65 万年

这份 " 精准时间表 " 揭示了二叠纪末生物大灭绝随纬度的变化次序，大灭绝最早在二叠纪长兴期末期开始于高纬度地区，逐渐推进到中纬度地区，最终于三叠纪早期在低纬度地区结束。高纬度和低纬度的陆地生态系统对环境恶化的响应速度展现出较大差异，其时间差异长达约 65 万年。研究团队同时利用古生物大数据开展了全球生物多样性纬度梯度变化研究，运用多种统计方法估算不同古纬度带的陆地生物灭绝率，结果显示低纬度地区的生物灭绝不仅发生得较晚，灭绝率也相对较低，可能指示低纬度地区陆地生态系统抗环境压力的能力更高。

地球生态系统在环境剧变时如何响应，是科学界和广大民众普遍关心的问题。本项研究系统地揭示了二叠纪末不同纬度带的陆地生态系统及海、陆生态系统对环境恶化都有不同的响应速度。本项研究还表明地球生态系统在遭遇快速升温等重大环境灾变时，由于两极放大效应，首先导致高纬度地区陆地生态系统的崩溃，而赤道地区由于生物多样性高，生态系统抗灾变能力强，生态系统崩溃相对较晚，持续时间更长。因此，在当今地球正在遭受快速升温的背景下，人类需要特别关注两极地区陆地生态系统的变化趋势。

沈树忠院士带领团队与国内外多家单位合作，长期致力于二叠纪末生物大灭绝的机制和模式研究，该研究成果于 2 月 1 日发表于国际著名学术刊物《Science Advances》上。吴琼博士为第一作者，现工作于南方海洋科学与工程广东省实验室，南京大学的沈树忠院士为通讯作者。合作单位包括中国科学院南京地质古生物研究所、美国麻省理工学院、美国国家自然历史博物馆、云南大学、中国矿业大学、中国科学院广州地球化学研究所等。本研究得到了国家自然科学基金等多项科学基金的大力支持。

现代快报 / 现代 + 记者 是钟寅