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【劫後餘生】耶魯研究證滅世隕石撞擊致海水急劇變酸 非由多年火山爆發觸發

2019/10/22 — 16:44

圖片來源:網上圖片

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最新刊於《美國國家科學院期刊 (PNAS) 》的耶魯研究提出首個直接證據,顯示 6,600 萬年前白堊紀–第三紀滅絕事件 (Cretaceous–Paleogene extinction event) 同時,海洋酸鹼值急劇下降變酸,發現亦將有助解答海洋生態如何在事件後復原。

白堊紀–第三紀滅絕事件是地球史上第五次大規模物種滅絕事件,學界相信事件由隕石撞擊與其後續影響造成,導致全球至少 75% 動植物滅絕,當中包括陸上恐龍。

領導是次研究的地球科學家 Michael Henehan 指,多年來學界都有人認為海洋酸鹼值會在事件後降低,因為隕石撞擊了硫含量豐富的岩層,致使大量硫酸釋至海水中,但到此研究前都未有任何直接證據顯示這種情況的發生。

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研究所用的來是有孔蟲門 (foraminifera) 這些有碳酸鈣殻的浮游生物。現時人類已有完整、長達數以億年計的有孔蟲門化石記錄,團隊分析白堊紀–第三紀滅絕事件前中後時期有孔蟲門殼上的硼同位素,即可了解海洋酸鹼值變化情況。

星砂是輪蟲目有孔蟲死後剩下的外殻。
via Wikipedia

星砂是輪蟲目有孔蟲死後剩下的外殻。
via Wikipedia

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先前的研究已表明,在白堊紀–第三紀滅絕事件中,一些可將碳酸鈣造成殻的海洋動物物種不成比例地被滅絕,而是次研究則發現,較酸海水可能阻止這些動物形成硬殼,這亦非常重要,因為這些動物是最底層生產者,是海洋食物網最重要組成部分。有參與研究的耶魯大學地質與地球物理學助理教授 Pincelli Hull 指,團隊觀察到海水酸化很容易觸發海洋生物的大規模滅絕。

另外,團隊的硼同位素分析和模型,可能解釋到部份理論互相不同的說法,以及一些令人困惑的發現。例如為何從該次事件發生後立即深海泥芯驗出的碳同位素特徵,與海床或海表化石的一樣,但正常海洋碳循環會令兩者出現不同碳同位素。

其中一個稱為「奇愛海洋 (Strangelove Ocean) 」的理論指,在白堊紀–第三紀滅絕事件後一段時間內,海洋基本上死亡正常的碳循環亦停滯。據一些學者的說法,此理論的問題在於,許多依賴從海面下沉食物的海底生物在整次事件中未受影響,而情況不太可能在一個死寂的海洋發生。另一種流行的理論則為「活海 (Living Ocean) 」,並指當年的滅絕事件殺死較大的浮游生物,令有機物更難沉入深海從而破壞碳循環,但某些海洋生物仍可殘存。

新研究可消除上述分歧:海洋在白堊紀–第三紀滅絕事件後初期的生產力損失最多高達 50% ,但一段過渡時期之後海洋生物開始恢復。 Henehan 指,發現在某程度上將以上兩個理論結合,兩者都部份正確此前只是未有將之順序排起來。

此前也有學者指在白堊紀–第三紀滅絕事件前,曾有數以萬年計的火山大爆發使地球更易出現大規模滅絕事件,而情況應可在海洋酸鹼值逐步下降反映出來。不過,是次研究卻完全無法找到這種酸鹼值下降的情況。換言之,研究並不支持火山大爆發在引發該次大規模滅絕事件中有任何主要作用。

來源:
Phys.org, Mystery solved: Ocean acidity in the last mass extinction, 21 October 2019

報告:
Henehan, M.J., Ridgwell, A., Thomas, E. & et al. (2019). Rapid ocean acidification and protracted Earth system recovery followed the end-Cretaceous Chicxulub impact. PNAS first published October 21, 2019. doi: 10.1073/pnas.1905989116

文/Alan Chiu 、審核/Edward Ho

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