在地球最严重的大灭绝中，动物死于“有毒汤”

大约2.52亿年前的二叠纪末大灭绝事件——地球历史上最严重的大灭绝事件——与大量温室气体的火山排放、气温的大幅升高以及海洋和陆地上几乎所有物种的灭绝有关。

现在，似乎连湖泊和河流都不是安全港。最近，一个国际研究小组发表了一项研究，该研究小组的成员包括刚到康涅狄格大学的地球科学系教授兼系主任特蕾西·弗兰克（Tracy Frank）和克里斯·菲尔丁（Chris Fielding）教授，他们发现了极端变暖事件中灭绝的一个新原因：有毒微生物的大量繁殖。

在一个健康的生态系统中，微藻和蓝藻为水生动物提供氧气，作为它们光合作用的废物。但当它们的数量失去控制时，这些微生物会耗尽自由氧，甚至向水中释放毒素。通过研究澳大利亚悉尼附近岩石的化石、沉积物和化学记录，研究人员发现，在二叠纪末大灭绝的第一次火山爆发后不久，就发生了几次火山爆发事件。一旦底层喂食动物或“食腐动物”被杀死，就再也没有人来控制这些微生物了。随后，淡水系统中的藻类和细菌肆虐，使动物的恢复推迟了数百万年。

弗兰克和菲尔丁研究沉积物，弗兰克解释了他们对这项工作的贡献，这两项工作都是在内布拉斯加大学（Lincoln）进行的，他们正在收集有关环境条件的细节，以及从沉积物层中得到的有毒汤席。

弗兰克说：“我们正试图了解这些植物生活在什么样的环境中，例如它们是湖泊沉积物还是河流沉积物。”。“那么我们能确定海水盐度和温度的细节是什么，这些细节来自地球化学。”

有毒汤的三个主要成分是加速的温室气体排放、高温和丰富的营养。火山爆发是前两个原因，而突然砍伐森林则是第三个原因。树木被毁后，土壤流入河流和湖泊，提供了微生物所需的所有营养。当研究人员比较了与气候变暖有关的不同物种灭绝的化石记录时，研究小组发现了极为相似的化石记录。这意味着在极端变暖事件中，致命的微生物大量繁殖是淡水灭绝的重犯。

今天，人类一直在遵循这一方法，淡水微生物的大量繁殖也在上升，这说明了地球科学在理解过去方面的重要性，为理解当代气候变化提供了重要的背景。

弗兰克说：“我们在湖泊和浅海环境中看到越来越多的有毒藻类水华，这与温度升高和植物群落的变化有关，导致淡水环境中营养物质的增加。”。“因此，与今天有很多相似之处。火山活动在过去是二氧化碳的来源，但我们知道，由于人为影响，当时看到的二氧化碳输入速率与我们今天看到的二氧化碳增加速率相似。

“我们可以了解过去气候变化有多大，极端情况是什么，变化的速度有多快，气候变化的原因是什么，这为我们了解今天发生的事情提供了一个良好的背景。”

根据政府间气候变化专门委员会（IPCC）今年的报告，人类对气候变化的影响是“明确的，“创造有利于这些嗜热微生物传播的条件。再加上水污染（主要是农业和森林砍伐）带来的营养物质大量涌入，这导致有毒水华急剧增加。结果是：大量鱼类死亡，严重影响人类和牲畜的健康，每年的成本高达数十亿美元。

菲尔丁说：“二叠纪末是寻找与现在发生的事情相似之处的最佳地点之一。”。

“另一个重要的平行现象是，二叠纪末温度的升高与森林火灾的大规模增加同时发生。火灾是破坏整个生态系统的因素之一，我们现在在加利福尼亚等地看到了这一点。我们想知道，随着这类事件变得越来越严重，其长期后果会是什么这一现象越来越普遍。”

这些都是生态系统不平衡的明显症状，目前的研究表明，水华事件的影响可以在相当长的时间内产生反响。然而，与过去遭受大规模灭绝的物种不同，我们有机会通过保持水道清洁和控制温室气体排放来防止有毒水华。

菲尔丁说：“可怕的是，如果我们真的冒险的话，我们习惯于以几年甚至几十年的时间尺度来思考。二叠纪末的大灭绝事件花了400万年才恢复过来。这是发人深省的。”。