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石炭紀最早期全球氣候驟降種子植物的輻射或是導(dǎo)致冰期開始的原因

2021-05-20 08:45:23 來源：科技日報

晚古生代大冰期發(fā)生了顯生宙以來持續(xù)時間最長、規(guī)模最大的成冰事件。究竟是什么原因?qū)е铝诉@一時期全球古海洋、古氣候、古生態(tài)發(fā)生顯著變化？或許種子植物的輻射可以給出解釋。科技日報記者5月12日從中國科學(xué)院（以下簡稱中科院）南京地質(zhì)古生物研究所獲悉，該所一項針對石炭紀杜內(nèi)期的古海洋環(huán)境變化及其與種子植物的演化關(guān)系研究表明，種子植物大規(guī)模繁盛是導(dǎo)致地球晚古生代大冰期的直接原因。該成果已發(fā)表在國際地學(xué)知名期刊《地球與行星科學(xué)通訊》。

晚古生代冰期是顯生宙以來持續(xù)時間最長、規(guī)模最大的成冰事件。從石炭紀最早期（距今3.55億年左右）全球氣候急劇變冷并伴隨顯著的碳循環(huán)波動，這也是晚古生代全球氣候由“溫室”到“冰室”轉(zhuǎn)換的冰期正式開始的重要標(biāo)志性事件。

一直以來，維管植物特別是種子植物的登陸和大規(guī)模繁盛被認為是觸發(fā)全球變冷和晚古生代冰期成冰事件的重要原因之一，但長期缺乏證據(jù)揭示它們之間的直接因果聯(lián)系。

此次，中科院南京地質(zhì)古生物所陳波、陳吉濤、郄文昆、黃璞等人與國內(nèi)外同行進行了合作研究。他們對華南和越南等地5條早石炭亞紀剖面開展詳細的碳、鍶、氧同位素分析，同時系統(tǒng)地梳理了晚泥盆世—早石炭亞紀早期全球種子植物屬一級多樣性及其地理分布變化。

研究發(fā)現(xiàn)，海水的鍶同位素比值在杜內(nèi)期中期開始下降，并伴隨著碳酸鹽碳同位素值和牙形刺氧同位素值的增加。這三個同位素體系的耦合變化正對應(yīng)于種子植物早期演化階段中最重要的一次輻射事件。此次事件中，種子植物以多樣性的快速增加和分布范圍的顯著擴張為特征。

陳波副研究員認為：“種子植物在這一時期加速擴張，使得磷等陸源營養(yǎng)物質(zhì)輸入到海洋，從而促進全球海洋生產(chǎn)力提升和有機碳埋藏。而硅酸鹽風(fēng)化和有機碳的埋藏會大量地消耗大氣中的二氧化碳，最終導(dǎo)致氣候的變冷。”

該項研究系統(tǒng)地揭示出陸地生態(tài)系統(tǒng)演變通過影響地表生物地球化學(xué)循環(huán)而最終導(dǎo)致全球氣候變化的全過程，研究結(jié)果對進一步理解陸地生態(tài)系統(tǒng)的興起，及其在塑造全球氣候中所扮演的角色有重要意義。

標(biāo)簽：石炭紀全球氣候種子植物冰期