中新生代两类极热事件的环境变化<bold>、</bold>生态效应与驱动机制
摘要
对地质历史时期发生的极热事件进行深入分析可为认识和应对现今全球气候变暖提供借鉴与依据. 根据碳同位素偏移特征, 可以将中新生代五次典型的极热事件划分为碳同位素负偏移类和碳同位素正偏移类两类. 第一类极热事件以碳同位素总体负偏移为特征, 以二叠纪-三叠纪界线事件(PTB, ~252Ma)、早侏罗世Toarcian早期大洋缺氧事件(TOAE, ~183Ma)、古新世-始新世界线极热事件(PETM, ~56Ma)为代表. 第二类极热事件以碳同位素总体正偏移为特征, 以白垩纪Aptian早期大洋缺氧事件(OAE1a, ~120Ma)、白垩纪Cenomanian末期大洋缺氧事件(OAE2, ~94Ma)为代表. 碳同位素负偏移定义的极热事件造成温度、沉积作用、生物多样性等发生明显的变化, 陆地环境出现野火频发、极端干旱、酸雨、臭氧层被破坏、金属中毒(如汞)和陆地水系变化等, 海洋环境出现碳酸盐台地消亡、大洋酸化、大洋缺氧等现象, 全球陆地和海洋生物尤其是浅海生物发生不同程度的绝灭. 碳同位素正偏移定义的极热事件造成海水快速增温和大洋广泛缺氧, 有机质大规模埋藏, 出现黑色页岩沉积, 远洋生物受到明显的影响(如出现钙质超微危机), 而浅海和陆地生物受到影响不大. 文章提出, 碳同位素负偏移类极热事件可能为大陆环境下大火成岩省喷发触发, 导致轻碳大规模释放到大气-海洋系统使得全球快速增温, 从而引起一系列环境和生态响应. 而碳同位素正偏移类极热事件为深海环境下大火成岩省喷发触发, 把热量和营养物质直接释放到深海系统, 由于海水缓冲作用导致海洋系统增温明显, 而浅海和陆地系统影响相对较小. 研究结果丰富了对地质历史时期极热事件的研究, 不仅对于理解极热事件、大火成岩省、海洋-陆地环境变化、生物绝灭等具有重要的意义, 而且为判别极热事件的类型并推断其驱动机制提供了一个新手段.