火山引发全球变暖
领先的可替代的假设是快速和严重的气候变化(特别是全球变暖)(如负有责任。raybet雷竞技最新本顿和Twitchett,
(2003);基德(2004)和沃斯利)。这个模型已经演变自1990年代初以来,并包含了大量的潜在灭绝机制,是一次(Erwin(1993))被认为是独立的,虽然不一定是相互排斥的,可能性。
目前的假设是,洪水玄武岩喷发所代表的,西伯利亚的陷阱,排放大量的二氧化碳到大气中在一个相对短的时间内。这导致全球气温上升。变暖导致不稳定的和分裂的浅(海洋和/或陆地)天然气水合物存款,排放大量的甲烷海洋和大气。这CH4,虽然迅速氧化二氧化碳,然后更多的变暖引起的,进而会融化更多的天然气水合物储层。在这个积极的反馈循环,可能是达到某种阈值,除了通常的自然系统无法操作和减少二氧化碳水平的失控的温室”接踵而至(图2)。全球变暖会有毁灭性的对陆地生态系统的影响,以及在海洋领域,它被认为是导致了海平面的上升,停滞,海洋缺氧和初级生产力下降。
什么证据?模型的基本前提是,气候上,P-Tr间隔是一个全球变暖的时代。当然,二叠纪作为一个整体是一个长期的全球变暖。(基德和沃斯利
(2004)]。广泛的冰川的证据是局限于二叠纪早期冰川作用的最后痕迹在澳大利亚和西伯利亚现在约会中二迭世[欧文(1993)],虽然他们一直认为一些迟到二叠纪年龄[斯坦利(1988)]。它一直辩称,这种长期二叠纪减少全球变暖的趋势是由于碰撞和大陆造山事件,的超大陆泛大陆此时完全组装(基德(2004)和沃斯利)。造山运动的缺失会导致全球风化率,因此下降
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- 图2的图解模型火山二叠纪灭绝事件引发了全球变暖的场景(见文本详细讨论该模型的证据)。灰色阴影表示积极的反馈回路(“失控的温室”)。
减少二氧化碳的减少,这就会慢慢积聚在大气中基德(2004)和沃斯利。
然而,灭绝模型要求,在这个长期温升的高潮,还有一个额外的,快速变暖事件导致三叠纪早期的温室的世界。大量减少重氧同位素的比例(害怕18 o)在碳酸盐生成P-Tr边界Gartnerkofel-1奥地利南部的核心被解释为表明温度增加5 - 6°C[假期et al . (1989)]。然而,解释碳酸氧同位素记录是有问题的同位素值变化非常敏感在葬礼和成岩作用。当然,Gartnerkofel-1已经严重recrystallised的石灰岩,尤其是在边界间隔,因此应该被小心的氧同位素数据。其他潜在档案P-Tr海水的温度,如腕足类生物碳酸盐,还有待探索。
目前还没有明确的量化记录绝对温度变化与P-Tr灭绝事件(基德(2004)和沃斯利)。同位素分析土壤碳酸盐的变化,形成与大气直接接触,可以提供,只要diagenetically没有改变。尽管这样的研究尚未开展,古土壤(古土壤)提供了定性的证据表明全球变暖在P / Tr边界。Retallack说道[1999]记录了古土壤在高南风古纬度与特征(高达85°S),目前,温带代表低,二叠纪末的温暖条件下形成的土壤比来自同一个地方。
如果气候变暖的证据在P-Tr事件被接受,那么人们也许会认为证据大气中温室气体的上升。然而,这样的证据仍然是模棱两可的。最好的证据提供了二氧化碳的增加来源于植物表皮的气孔密度的分析Retallack说道[2001],虽然时间分辨率有点粗。关于甲烷排放,最经常被引用的“证据”的基石P-Tr全球变暖模型是害怕大负偏移13 c记录在浅海碳酸盐(如。欧文(1993);本顿和Twitchett (2003);基德(2004)和沃斯利)。ca。3 - 4% -转变£13 c(本地高达8%)似乎太大被解释为任何其他机制,如火山排放,从天然气水合物沉积物和甲烷排放被认为是唯一可行的选择(如。欧文(1993)]。消极的转变是记录在海洋碳酸盐,陆地土壤碳酸盐(如。 Retallack (2001)], bulk organic matter [e.g. Twitchett et al. (2001)], and biomarker molecules [Grice et al. (2005)] and so appears to reflect a real atmospheric change.
然而,一些谨慎是必需的一样大的负面变化可能是由其他机制引起的,如生产力事故对海洋碳酸盐(坎普(1991))。散装的消极转变有机物质可能是由于有机质来源的变化,如减少从高等植物材料的相对贡献[促进et al . (1997)]。消极转变个人生物标记分子可能同样反映了一种未被发现的来源的变化。火山在12 C,排放的二氧化碳也丰富与西伯利亚陷阱和其他火山中心、华南等提供潜在来源。在最近的一次全面研究的结论,伯纳[2002]指出,是不可能拒绝所有这些其他原因和二叠纪消极转变£13 c可能是由甲烷释放与质量相关的死亡率和火山脱气。因此,甲烷排放(图2),但一个可能的解释观察到的消极转变他们的13 c。这种转变本身不应被视为向大气中甲烷通量的明确证据。直到找到独立的证据表明甲烷排放,methane-induced失控的一部分
“失控的温室”模型(图2)将保持开放的问题。此外,地球化学模型表明,氧化释放的甲烷不会在任何情况下,产生了足够的二氧化碳引发灾难性的气候变暖(伯纳(2002)]。最后,正如上面所提到的,一些地区的
C转变发生灭绝危机后[Twitchett et al . (2001)]。
火山活动的作用是触发什么P-Tr变化?最大的大陆洪流玄武岩在显生宙P-Tr间隔期间发生在西伯利亚。一些作者认为,这个火山是由减压下大量融化陨石坑,它已经被随后的火成岩活动(如。琼斯et al。(2002)]。然而,最近的模型表明,即使是一个非常大的影响,生产250 - 300公里,最后一个火山口可以“正常的岩石圈几乎引发一个火成岩事件”(伊万诺夫和Melosh (2003))。包括西伯利亚平台玄武岩和新发现的同时代的存款埋在西伯利亚西部盆地,洪水玄武岩占地1.6 x 106平方公里的最大深度3.5公里[Reichow et al . (2003)]。如果所有其他的火成岩,等火山碎屑流,包括覆盖范围增加到3.9 x 106公里。约会的顶部和底部的岩浆堆表明火山喷发发生在相对较短的一段时间,也许是600000年。这个巨大的火山事件触发器的P-Tr灭绝危机?
同位素年龄测定是回答这个问题的唯一方法,因为没有化石层间的玄武岩,与其他地区提供足够的相关性。最近的结果,由不同的科学家们使用各种地质年代学方法,日期西伯利亚陷阱的大部分存款250±1马。在1990年代,这被认为是完全日期需要et al。(1995)][·雷恩和洪水玄武岩被提升为主要触发灾难性的灭绝(如。本顿(2003)]。然而,随后玛梅山[Mundil et al .(2001)]和上巳[Mundil et al .(2004)]床,如果正确,意味着马灭绝发生在252年和253年之间和西伯利亚陷阱可能因此太年轻。
优秀的灭绝事件之间的相关性洪水玄武岩省通过显生宙[Courtillot和瑞恩(2003)]意味着很难接受西伯利亚陷阱——没有作用二叠纪灭绝事件。一些明显的问题可能是由于不同类型的约会方法:Mundil等。[2004]认为,因为40 Ar / 39 Ar约会,在一些研究中(如使用。瑞恩et al。(1995)],通常是给年轻的年龄比U / Pb约会事实上没有差异。最古老的日期开始的西伯利亚火山活动(即陷阱侵位侵入性的辉长岩)253.4±0.8 Ma (Reichow et al。
因此,虽然有很好的定性的证据在P / Tr变暖事件边界和灭绝的水平,仍有遗留问题有关的角色西伯利亚陷阱作为潜在的触发。另一种可能性,这还有待调查,是不需要触发:缓慢,长期变暖在二叠纪早期开始可能只是长兴期后期达到了临界阈值水平。
P / Tr变暖事件应该会导致海洋生物灭绝,海平面上升,生产率崩溃,海洋经济停滞和缺氧(如。本顿和Twitchett(2003)](图2)。温度上升,如果足够高,可以是致命的,特别是在浅水古纬度较低(基德(2004)和沃斯利)。地质证据对这些环境变化是好的,但他们是否可以直接联系到气候变暖(和灭绝)并不是那么容易解决。数据模拟实验表明,气候变暖可能引发这些环境变化。例如,从最完整的部分证据表明失踪发生在二叠纪类群的全球海平面上升(如。女士et al。(1996)]。模拟结果表明,整个海洋平均温度上升15°C可能提高海平面大约20 m。通过简单的热膨胀(基德和沃斯利
关于海洋经济停滞和缺氧,积累了大量的数据表明三叠纪早期的海洋生态系统,即使是那些在极浅的海水(风暴浪基面),含氧要差在二叠纪末,pre-extinction倍。证据来源于各种独立的来源如相分析,跟踪化石研究,古生态学、地球化学数据,同位素分析和生物标志物分布(如。女士和哈勒姆(1992);女士和Twitchett (1996、2002);Twitchett (1999);格赖斯et al。(2005)]。世界海洋的最深处从最新长兴oxygen-restricted中三迭世:“Superanoxic事件”的矶[1997]。Griesbachian期间,大多数货架设置经验的情景eux-inic条件的发展,可比现在黑海(如。格赖斯等。
(2005)]。这些死水的间隔交替间隔略有升高,但仍sub-normal,氧气浓度,允许有限,发育不全的底栖生物(如殖民地。Twitchett (1999)]。只有最浅的设置Neotethys似乎[如逃走了。Krystyn et al。(2003)]。
遵循这个Griesbachian峰值在缺氧条件下,氧化的海洋大陆架略有改善,只有更深的盆地仍然oxygen-restricted[女士和Twitchett (2002)]。
计算机模拟结果表明,全球变暖可能已经造成海洋缺氧Hotinski et al .(2001),尽管存在其他可能性[欧文(1993)]。重大的全球变暖,减少杆-赤道的温度梯度,将严重削弱温盐输送机维护海洋深处的氧化,导致迟缓,几近停滞的海洋,由热盐水底水(2004)(基德和沃斯利)。温暖的水还持有溶解氧低于水冷却器。此外,大气中的氧气浓度在显生宙模型表明,氧气水平下降逐渐通过整个二叠纪,达到最低仅为15%(相比至今21%)在P / Tr过渡(伯纳(2001)]。因此,任何气候变暖的变化可能已经加剧了低氧二叠纪末的地球。
证据在海洋初级生产力是更多的间接。鉴于大多数货架设置三叠纪早期的经验丰富的低氧条件下,应该促进有机质的保存、总有机碳(TOC)含量几乎所有低三叠纪大陆架沉积物是惊人地低(Twitchett (2001)]。只有一个,本地化,降低三叠纪石油源岩[格赖斯et al . (2005)]。在大多数情况下,从含氧实际上TOC含量减少,以及bio-turbated长兴期沉积物覆盖,unbioturbated Griesbachian沉积物(Twitchett et al .(2001)),符合生产力水平的下降。表面生产率依赖于高效的养分循环,本身取决于海洋环流,缓慢的温水三叠纪早期的海洋将支持更低水平的初级生产[女士和Twitchett (1996);基德(2004)和沃斯利)。甚至轻微变暖产生戏剧性的生产力崩溃:例如,海洋生产力下降了50%在最后一个冰河时代和今天[Herguera和伯杰(1991)]。
总之,火山引发全球变暖模型支持比外星影响假说,但仍然有问题需要解决。虽然大部分的地质证据是一致的模型,这是不一定两者有因果关系的证据。关键问题仍缺乏定量的高分辨率温度记录的P / Tr间隔,和周围的问题绝对约会。
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