從中國(guó)科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所獲悉，該研究所陳吉濤研究員領(lǐng)銜的國(guó)際研究團(tuán)隊(duì)，聯(lián)合南京大學(xué)、美國(guó)、新西蘭、丹麥等國(guó)內(nèi)外同行，近期開展的一項(xiàng)關(guān)于高氧環(huán)境下全球變暖對(duì)海洋影響的研究成果，于北京時(shí)間6月24日在期刊《美國(guó)科學(xué)院院報(bào)》（PNAS）發(fā)表。

▲古生代海洋生物多樣性、大氣成分與海洋氧化狀態(tài)。

距今3.6—2.6億年的晚古生代大冰期，是地球自陸生高等植物及陸地生態(tài)系統(tǒng)建立以來持續(xù)時(shí)間最長(zhǎng)的冰室氣候時(shí)期。這一時(shí)期，大氣中的氧氣水平達(dá)到整個(gè)地球歷史的峰值，約為當(dāng)前大氣氧氣含量的1.2—1.7倍。這種異常高氧環(huán)境可能與海洋、陸地動(dòng)物的巨型化現(xiàn)象息息相關(guān)，也可能是觸發(fā)從石炭紀(jì)中期至二疊紀(jì)早期海洋生物大輻射事件的一個(gè)原因。盡管地質(zhì)記錄、生物化石證據(jù)以及生物地球化學(xué)模型重建均支持當(dāng)時(shí)大氣含氧量升高，但關(guān)于高氧大氣與冰室氣候下海洋氧化還原環(huán)境如何演化，一直缺乏直接證據(jù)。

▲石炭–二疊紀(jì)之交古地理與華南羅甸盆地納慶剖面柱狀圖。

研究團(tuán)隊(duì)對(duì)華南板塊貴州羅甸盆地3.1—2.9億年前的碳酸鹽巖沉積序列開展了研究，綜合探討了該時(shí)段的全球碳循環(huán)與海洋氧化還原狀態(tài)。研究結(jié)果顯示，在整個(gè)研究時(shí)段，海洋中有機(jī)碳埋藏的增加可能導(dǎo)致大氣二氧化碳濃度下降和氧氣濃度上升。

盡管此時(shí)大氣—海洋整體氧化水平很高，但間歇性的巨量碳排放也可以引起重復(fù)發(fā)生的氣候變暖和海底缺氧，導(dǎo)致全球海洋缺氧面積擴(kuò)張至4%—12%，甚至可能導(dǎo)致海洋生物多樣性停滯或下降。

▲晚石炭世–早二疊世地質(zhì)事件、海洋生物多樣性及地球化學(xué)記錄。

這項(xiàng)研究表明，在當(dāng)前的冰室氣候和高氧化狀態(tài)下，全球變暖可能會(huì)導(dǎo)致廣泛的海洋缺氧。這一發(fā)現(xiàn)有助于我們更好地理解地球氣候系統(tǒng)內(nèi)部的關(guān)聯(lián)與反饋機(jī)制，為預(yù)測(cè)當(dāng)前全球變暖背景下海洋環(huán)境的變化趨勢(shì)具有重要參考價(jià)值。

▲基于貝葉斯馬爾可夫鏈蒙特卡洛（MCMC）方法的碳-磷-鈾模型結(jié)果及其與相關(guān)地化指標(biāo)的對(duì)比。