中美合作探索地球生物演化之谜（科技大观）
高山峡谷、草原丛林、江河湖海、戈壁沙漠……在地球这颗蓝色星球上，漫衍着富厚多彩的地质地貌和生物。然而，研究发明，自地球当代生态体系形成以来，至少产生过5次生物大灭尽。个中，2.52亿年前产生的二叠纪末生物大灭尽是最大的一次，有高出八成的海洋和陆地物种消散，地球生态系同一度回到地球早期的原始状态。
导致二叠纪末生物大灭尽的首要缘故起因是什么？为相识开这一谜题，中美科研职员睁开了恒久相助研究。1994年，美国麻省理工学院、美国天然汗青博物馆的科研职员来到浙江长兴煤山、广西宾客蓬莱滩等剖面，与中国粹者举办连系田野考查，开启两边在该规模的相助。本年2月，中美两国科研职员在国际学术刊物《科学盼望》上颁发最新研究成就，测定了二叠纪末低纬度地域产生陆地生物大灭尽的准确时刻，显现了差异生态体系对情形恶化有差异的相应速率。
从地质演变史看，二叠纪时形成了一个同一的连系古陆（泛大陆），其时环球海平面大幅降落，在泛大陆及其周边很少有生涯完备的海相二叠系—三叠系界限剖面。而中国华南地域位于古特提斯洋的东侧，含有生涯完备的海相持续剖面，这为研究二叠纪末生物大灭尽提供了唯一无二的自然前提。30年来，中美科学家连系攻关，取得了一系列重要科研成就。
第一，测定二叠纪末低纬度地域产生陆地生物大灭尽的准确时刻。此前科学界广泛以为，此次生物大灭尽产生在约2.5亿年前，但对付差异地域、差异生态体系的大灭尽历程，还缺乏更为过细的研究。中美研究职员通过10余年的田野采样和高精度同位素测年，初次准确测定了二叠纪末低纬度地域陆地生物大灭尽的详细时刻约为2.52亿年前。最新功效表白，在二叠纪末，赤道等低纬度地域的陆地生物大灭尽至少比海洋生物大灭尽开始时刻晚约6万年，比高纬度地域的陆地生物大灭尽开始晚约43万年，从而表白高纬度地域对地球情形灾变变乱的相应也许更早。
第二，成立此次生物大灭尽的定量化模式。因为化石记录不完备，怎样成立生物大灭尽的准确模式也是一个困难。中美科研职员操作束缚最优化法和置信区间等统计说明要领，成立华南和西藏等地域的突发式生物大灭尽模式，这个定量化模式表白2.52亿年前大量海洋生物在很短的时刻内快速灭亡。
研究职员还按照环球古生物大数据库，对大灭尽前后差异纬度带的生物多样性变革举办了统计说明。功效表现，低纬度地域不只生物灭尽产生得较晚，灭尽率也相对较低，这也许声名其时低纬度地域的陆地生态体系具有更高的情形抗压手段。研究以为，在二叠纪末，陆地生物大灭尽最早开始于高纬度地域，逐渐推进到中、低纬度地域。而海洋生态体系的瓦解则有奇异的同一模式，总体来说产生得更为敏捷。
第三，确定此次生物大灭尽的首要缘故起因。学界此前以为此次生物大灭尽是一个恒久进程，也许经验了上万万年，与其时的大局限海平面降落有关。2004年，中美科研职员在南京召开专题研讨会，切磋怎样解开这次生物灭尽变乱的缘故起因。科研职员还在煤山剖面打了两个科学钻。通过一系列地球化学情形指标的研究和说明，科研职员发明这次生物大灭尽经验的时刻很是短暂，陪伴有碳、氧同位素的急剧变革。这声名，与大局限岩浆和火山勾当相干的大量温室气体排放和快速升温，导致其时海水缺氧、酸化、陆地干旱化和植被体系瓦解等，这是2.52亿年前世物大灭尽的首要缘故起因。
数十亿年的地球汗青为我们提供了一个自然的尝试室。二叠纪末生物大灭尽的研究盼望再次发出警觉，地球外貌大局限碳排放和快速升温也许对地球生态体系和生物多样性造成严峻威胁，对人类保留和成长组成重大风险。
地球科学的研究急需新范式、跨圈层交错研究，必要古—今、海—陆、冷—热和长—短等差异维度的比拟研究。中美科研职员施展各自优长，在试探地球生命演化与碳轮回方面正开启新的相助历程。