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3.6億年前災難會重現嗎?臭氧空洞擴大,全球變暖引發物種大滅絕


環球科學大觀科學前沿觀天下篤學明理洞寰宇地球歷史上,一共發生過五次大規模的生物大滅絕事件,且大都與小行星撞擊、地質活動和火山噴發相關。發生在...

- 2020年12月27日08時14分
- 科學文摘 / 環球科學大觀

環球科學大觀

科學前沿觀天下 篤學明理洞寰宇

地球歷史上,一共發生過五次大規模的生物大滅絕事件,且大都與小行星撞擊、地質活動和火山噴發相關。發生在3.6億年前的泥盆紀晚期生物大滅絕(第二次)自始至終都是一個謎,因為沒有任何已知的自然災難時間與之對應。但一項新的研究成果顯示,這次物種大滅絕事件很可能是由迅速變暖的地球氣候引發的,而臭氧層耗儘是最直接的原因。科學家們警告說,如果我們今天不能控制自己的二氧化碳排放,第六次大滅絕會加速發生。

儘管3.6億年前地球剛剛經歷過冰河時期,但這遠不足以導致大規模的生物滅絕事件。在《Science Advances》的一篇新論文中,研究人員對古岩石樣本分析後,發現了微小的植物孢子,但這些孢子的「健康」狀況卻並不相同,其中部分呈畸態。經過比對後,研究人員發現這些畸形的植物孢子很有可能是由強紫外線直射引發,導致DNA突變,進而表現為畸形態。


研究人員解釋稱,由於植物是食物網的基礎組成,因此會產生級聯影響,紫外線殺死的植物直接導致食草動物的減少,進而影響肉食性動物,時間一長,整個生態系統發生崩潰,最終呈現出生物大滅絕的結果。

這一研究結果從側面說明,在3.6億年前的泥盆紀晚期,地球的臭氧層受到了很大程度的損壞,幾近耗盡。因為臭氧層能夠有效阻擋太陽紫外線輻射,保護動植物不受到致命傷害。科學家表示,地球歷史上臭氧層遭到破壞的情況確實出現過,且這可能是全球變暖發展到一定階段的自然產物。令人擔憂的是,目前地球正在以驚人的速度升溫,這再一次對臭氧層構成了極大威脅。

臭氧作為一種化學性質高度不穩定的分子,在地球大氣中的存在量非常有限,處於一種動態平衡之中。隨著3.6億年前地球溫度的升高,自然產生的碳氟化合物(例如氯甲烷)上升到大氣中,可以充當臭氧分解的催化劑。而人類的出現,再次加劇了臭氧平衡向分解的一側加速偏移。


近幾十年來,由於作為製冷劑的氯氟烴(CFC)的濫用,南極臭氧層被大大削弱,這令人感到恐懼。根據美國NASA最新的監測數據,今天上半年北極上空形成了一個規模巨大的臭氧層空洞,雖然它的出現與氣候因素有關,但卻又一次提醒我們關注臭氧層空洞的現狀。如果人類不自省並加以控制,未來將有可能成為地球歷史上最大的臭氧空洞。


英國南安普敦大學地球科學家約翰·馬歇爾(John Marshall)說: 「目前的估計表明,我們將達到與3.6億年前相似的全球溫度,並且可能再次發生類似的臭氧層崩潰,使地表和淺海生物受到致命的輻射。這將使人類從當前的氣候變化危機狀態轉變為氣候緊急狀態。

責編/朱張航宇

參考文獻:UV-B radiation was the Devonian-Carboniferous boundary terrestrial extinction kill mechanism, Science Advances, 27 May 2020:Vol. 6, no. 22, eaba0768.


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