近日，我校地球科學與工程學院教師劉超在國際地學頂級期刊Gondwana Research在線發(fā)表了題為“Temporal and spatial variations of high-resolution strontium, carbon, and oxygen isotopic chemostratigraphy at the end-Permian crisis boundary in South China”的學術(shù)論文，探討了二疊系/三疊系之交生物大滅絕的相關(guān)重要科學問題。
在二疊系/三疊系之交，發(fā)生了地質(zhì)歷史時期最大規(guī)模的生物大滅絕事件，該事件導致90%的海洋生物和75%的陸地生物滅絕，并留下了眾多關(guān)鍵的生物地層學與化學地層學證據(jù)。此前研究證實了全球火山活動為主導因素的環(huán)境惡劣化導致海洋缺氧、溫度升高、森林大火、陸地風化、酸雨等不利條件是導致生物大滅絕的重要原因，但不同研究剖面所得結(jié)論仍存在廣泛爭議，如碳同位素顯著負漂移的控制因素、生態(tài)短暫恢復是否具有全球一致性、早三疊世生態(tài)輻射的階段性等等。該文以中國華南剖面為研究對象，利用鍶、碳、氧同位素為研究手段，并與世界范圍內(nèi)其它研究剖面進行了對比探討，在如下幾方面做出了標志性成果：（1）首次嘗試提出了高分辨率（<0.5百萬年）鍶同位素化學地層學。以前普遍認為，鍶元素在海水中滯留時間為1~2百萬年，而海水混合均一時間僅數(shù)千年，因此海水中鍶同位素是均一的，且其同位素地層對比的精度在1~2百萬年。但該文通過連續(xù)密集取樣分析，以及對比前人百萬年尺度內(nèi)的研究對比，發(fā)現(xiàn)鍶同位素在不同剖面百萬年尺度內(nèi)（<0.5百萬年）存在時空差異，并非如前人所描述的全球一致。論文進一步提出了陸源物質(zhì)快速輸入和海洋停滯是導致鍶同位素在不同剖面的時空差異的原因。這為以后利用鍶同位素開展二/三疊之交古海洋環(huán)境演化的高分率尺度研究提供有益探索。（2）為短暫生態(tài)恢復期“冷卻事件”提供新的證據(jù)。該文通過高分率化學地層分析，表明短暫生態(tài)恢復期的“冷卻事件”（Wuchiapingian/Changhsingian Boundary Cooling Event并非全球同步出現(xiàn)，而表現(xiàn)出地區(qū)差異性，并且主要受控于海水深度和距離巖漿活動距離。這為生物大滅絕發(fā)生的時空不均衡性提供了有力證據(jù)。（3）為二疊系/三疊系之交海洋分層缺氧提供了新的證據(jù)。論文深入探討了不同水深環(huán)境剖面主滅絕線（Permian/Triassic Boundary）處鍶、碳同位素梯度的特征，論證了該梯度由海洋分層和洋流循環(huán)停滯所造成，遠洋和近陸分別受控于海底火山和陸源物質(zhì)輸入的控制，而與海洋初級生產(chǎn)力變化無關(guān)。
Gondwana Research是國際地學權(quán)威學術(shù)期刊，由Elsevier出版，在Earth and Planetary Sciences學科CiteScore排名2/235，是中科院大類學科（地球科學）和小類學科（地球科學綜合）一區(qū)TOP期刊。2021年IF：6.151、Citescore：9.9。劉超老師為論文第一作者和通訊作者，聯(lián)合作者包括其研究生及湖北地質(zhì)調(diào)查局楊勇副研究員。這是地球科學與工程學院首次在地學領(lǐng)域國際頂級期刊發(fā)表論文成果。該論文受到國家自然科學基金和油氣資源與探測國家重點實驗室開放基金聯(lián)合資助。
全文鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1342937X22003070。
