據(jù)中科院微信號(hào)“中科院之聲”5月26日消息，二疊紀(jì)末高溫野火事件導(dǎo)致熱帶雨林生態(tài)系統(tǒng)崩潰。

2.52億年前的二疊紀(jì)末生物大滅絕嚴(yán)重破壞了海洋和陸地生態(tài)系統(tǒng)，導(dǎo)致約81%的海洋生物和89%的陸地生物在短時(shí)間內(nèi)滅絕。近期，中國(guó)科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所晚古生代研究團(tuán)隊(duì)研究員張華、碩士研究生角升林和博士蔡垚峰，聯(lián)合南京大學(xué)和云南大學(xué)，通過高精度的生物標(biāo)志化合物多環(huán)芳烴有機(jī)地球化學(xué)分析，證實(shí)了二疊紀(jì)末存在大規(guī)模高溫野火燃燒事件，為探索該時(shí)期陸地生態(tài)系統(tǒng)的崩潰過程提供了重要證據(jù)。

特提斯周緣強(qiáng)烈的酸性火山活動(dòng)和西伯利亞大火成巖省通過釋放大量溫室氣體和有毒氣體，導(dǎo)致全球變暖，而干旱和高溫的氣候條件使得野火事件顯著增加。野火事件產(chǎn)生的多環(huán)芳烴（PAHs）有很強(qiáng)的化學(xué)惰性和生物惰性，能夠在地層中長(zhǎng)期穩(wěn)定保存，成為恢復(fù)古代野火歷史常用的一類指標(biāo)。然而，全球二疊紀(jì)-三疊紀(jì)轉(zhuǎn)折期關(guān)于多環(huán)芳烴的研究多基于海相記錄，而對(duì)陸相材料的研究程度相對(duì)不足。因此，利用陸相記錄探索該時(shí)期野火事件，對(duì)剖析二疊紀(jì)–三疊紀(jì)轉(zhuǎn)折期陸地生態(tài)系統(tǒng)的崩潰和植被的演替過程具有重要意義。

科研團(tuán)隊(duì)利用中國(guó)華南海陸過渡相的冷清溝剖面鉆探巖心開展了高精度的生物標(biāo)志化合物多環(huán)芳烴有機(jī)地球化學(xué)分析。研究發(fā)現(xiàn)，在二疊紀(jì)–三疊紀(jì)轉(zhuǎn)折時(shí)期，多環(huán)芳烴含量均顯示較為一致的顯著富集，并與有機(jī)碳同位素負(fù)異常呈耦合關(guān)系，表明在該時(shí)期高溫且干旱的古氣候條件下存在大規(guī)模高溫野火燃燒事件。在這些多環(huán)芳烴化合物中，低分子質(zhì)量的二苯并呋喃（DBF）等化合物主要來(lái)源于陸地植物多糖和木質(zhì)素的生物降解，這些化合物在二疊紀(jì)–三疊紀(jì)轉(zhuǎn)折期的異常富集以及與燃燒源多環(huán)芳烴之間的協(xié)同變化，表明多環(huán)芳烴主要來(lái)源于陸地植物的高溫野火燃燒，且該時(shí)期的熱帶雨林植被系統(tǒng)為大規(guī)模野火燃燒提供了充足的燃料。

此外，早三疊世極低的多環(huán)芳烴含量和明顯變化的多環(huán)芳烴參數(shù)指標(biāo)表明，在經(jīng)歷陸地二疊紀(jì)末生物大滅絕事件后，陸地生態(tài)系統(tǒng)受到影響，分布于古特提斯洋東岸地區(qū)高度多樣化的熱帶雨林消失，取而代之的是草本石松類植物所代表的“草地”植被系統(tǒng)，在一定程度上印證了大羽羊齒植物群在二疊紀(jì)末期發(fā)生了“快速”的絕滅。

相關(guān)研究成果發(fā)表在《地球與行星科學(xué)通訊》（Earth and Planetary Science Letters）上。研究工作得到國(guó)家自然科學(xué)基金重大項(xiàng)目和中國(guó)科學(xué)院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)的支持。

圖1.貴州冷清溝HK-1鉆孔巖芯樣品、標(biāo)準(zhǔn)化合物、空白樣品的芳烴組分 中國(guó)科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所

圖2.貴州冷清溝HK-1鉆孔巖芯二疊系-三疊系之交巖石地層、有機(jī)碳同位素和多環(huán)芳烴含量

圖3.晚二疊世–早三疊世陸地生態(tài)系統(tǒng)重建