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我校为地质年代表再补一块缺失的拼图

发表时间:2019-09-12 18:28:12

  (地大之声通讯员许峰)距今2.52亿年前,地球上发生了最大规模的生物大灭绝。随后的数百万年里,生物又经历了多次严重的高温和缺氧事件,直到约2.45亿年前的中三叠世安尼期,地球的生态系统才最终恢复。但这些事件发生的时间长期无法精确卡定。我校地球科学学院黄春菊教授团队,在我国贵州开展了天文年代学研究,研究成果近期在线发表在国际著名地学刊物《地球与行星科学快报》上,报道了首个完整的安尼期天文年代表。这项成果补上了三叠纪生物复苏期“年代表”缺失的拼图,对国际地质年表的完善起到重要推动作用。

  三叠纪的“生物大复苏事件”究竟对应什么样的精确地质定年时间,国际学术界一直存在争论。其中的后半段——安尼期的精确时间标尺更是国际年代表上缺失的一块拼图。要想补上这块拼图,首先需要找到理想的地层记录。

  2.5亿年前的中国华南大部分地区还是一片汪洋大海,在现今属于贵州的地方,有一片台地耸立在深海盆地里——这就是世界罕见的三叠纪“大贵州滩”,它详细地记录了生物大灭绝到大复苏的全过程。斗转星移,沧海桑田;如今这里已经隆起为连绵的青山;良好的地质剖面,丰富的基础资料,让这里成为中外地质学界“研究三叠纪的宝地”。


图1. 贵州关刀村的谷歌地球卫星图,红线为剖面位置

  2014年,黄春菊团队在“大贵州滩”的遗址——一个小山村关刀村——开展了野外地质考察,采集了大量的古气候替代指标数据。结合前人发表的古生物化石和古地磁学资料,博士生李明松等人仔细研究了“大贵州滩”安尼期地层中记录的古气候信号。最终,他们成功地识别出了周期为40万年的古气候变化的“心跳”,这是学术界公认的地球演化历史中最为稳定的古气候“心跳”,天文学家认为它是地球公转轨道的长偏心率周期,来自于金星与木星的近日点对地球引力的长期相互作用。安尼期包含了大约13个这样的“心跳”,这些发现帮助他们建立了530万年的天文地质年代标尺。


图2. 贵州关刀剖面照片及天文旋回解释图

  “建立这个年代标尺以后,三叠纪的生物复苏过程发生的重大地质事件,都可以进行全球精确的对比,并探讨他们发生的规律与驱动机制等问题。”黄春菊介绍说,“这是安尼期的第一个完整的天文地质年代标尺。加上我们去年发表的早三叠世的天文年代标尺,这构成了覆盖整个生物复苏期的连续的1000万年的天文年代标尺。”这项研究为复苏期的全球碳循环、古温度,海平面变化以及生物演化提供了精确的时间。


图3. 三叠纪生物复苏期的1000万年综合地质年代表

  第一作者李明松是我校与约翰?霍普金斯大学联合培养博士,通讯作者为黄春菊教授。该研究得到国家自然科学基金、湖北省杰出青年科学基金、111项目、国家留学基金委和教育部海外杰出学者项目等资助。