但要在地球上这些破碎的地质记录中找出因果链，就像试图解决一桩谋杀案一样。乌得勒支大学（Utrecht University）的巴斯·范德·肖特布鲁格（Bas van de Schootbrugge）教授说：“我们知道谁死在了哪里，但我们不知道如何死或为什么死。”

时机就是一切

我们知道灭绝发生在三叠纪末，只是因为在三叠纪岩石中发现的许多化石物种，并没有持续到侏罗纪，我们从18世纪就知道了这一点。“在希腊，你失去了所有的大化石，这是非常惊人的。它们只是从一秒换到到下一秒，从一个地层换到另一个地层。它们都消失了，”范德肖特布鲁格说。“在意大利，你会看到珊瑚消失。”

一半的海洋生物多样性消失了。珊瑚礁在侏罗纪晚期重新出现之前消失了。许多螺旋壳的鹦鹉螺群和许多蛤类软体动物都消失了。像冰淇淋甜筒一样的“圆锥虫”完全消失了，像鳗鱼一样的“牙形刺”也消失了。几群类似海豚的鱼龙也灭绝了。

最后的三叠纪化石和第一批侏罗纪化石之间的差距大约跨越了14万年，这取决于物种。这并不意味着大灭绝实际上持续了那么长时间。但是，由于生物死后变成化石的情况很少见，人类发现化石的情况就更罕见了，所以很有可能在它们最后一个化石代表出现之前很久就存在了。这意味着化石缺口只提供了一个粗略的图景，我们需要更多的细节来了解大灭绝究竟是如何发生的。

哥本哈根大学的索菲·林德斯特罗姆（Sofie Lindström）教授说：“我们找到正确的时间、事情发生的时间和顺序是非常重要的。”

上图：2.01亿年前的世界地图，显示了中大西洋岩浆省（CAMP）的范围。

但是，在世界不同地区排列三叠纪末期岩石的时间是充满困难的。不同地方的岩石类型各不相同，古生物学家用来标记三叠纪结束的鹦鹉螺并没有栖息在一些研究最多的地方，比如英格兰的布里斯托尔海峡。利兹大学的保罗·维格诺尔（Paul Wignall）教授说：“很容易说出大约50万年或10万年发生了什么。但很难说10年或100年后会发生什么。解决这种规模的问题真的很难。”

海相岩石中唯一接近的放射性数据是大灭绝后生命开始恢复的时间。在20136万年前，它有着正负17万年的巨大不确定性。在陆地上，通过辐射测定，大灭绝更精确地发生在20156.4亿年前（正负1.5万年），但用于测定这一日期的花粉的变化在其他地方发生得要晚得多，所以我们只能说，物种灭绝发生在较早和较晚的辐射日期之间的大约20万年。

更复杂的是，物种灭绝似乎是“脉冲式”的，科学家们对有多少次脉冲式的灭绝持不同意见。保罗·维格诺尔发现了其他物种大灭绝的共同模式。他说：“就像所有的大规模灭绝一样，这次灭绝可以分为两次严重的危机。”

但是阿布扎比哈利法大学的卡勒姆·福克斯（Calum Fox）博士不同意这种观点。“我认为，最有力的证据是一次物种灭绝，”他说。

强烈的火山作用

与物种灭绝形成对比的是，人们对火山爆发有了更清晰的认识。

现在被称为“中大西洋岩浆省”或“CAMP”的开始于2016.35亿年前，当时盘古大陆的心脏被撕开，熔岩从法国到玻利维亚到处喷涌而出。数千英尺宽的岩浆洪流在地下涌动了数百英里，注入了大量的玄武岩熔岩，释放出大量的二氧化碳和污染物。一片片熔化的岩石楔入并流过沉积物，烘烤出更多的二氧化碳，以及甲烷和卤碳气体。

这些火山岩的日期揭示了三次独立的喷发活动。如果这些事件与灭绝脉冲相匹配就好了，但大自然不配合。只有最初的火山活动似乎与一次灭绝相吻合，而第二和第三次火山活动的日期在此之后，尽管保罗·维格诺尔认为第二次火山活动可能与第二次火山灭绝重叠。

奥斯陆大学的曼弗雷多·卡普里奥罗博士和同事们想看看，最初的火山爆发是否释放了足够多的二氧化碳来改变三叠纪气候。他在CAMP岩石中发现了矿物质，当它们在地球表面深处结晶时，它们捕获了火山气体的微小气泡。这些气泡表明CAMP岩浆富含二氧化碳，这些二氧化碳可能是在三叠纪末期的火山喷发时释放到大气中的。曼弗雷多·卡普里奥罗的研究小组计算出，第一次火山喷发由一小部分（大约10次）集中爆发的喷发活动组成，每一次喷发都相当于一个世纪以来人类适度排放的排放量。卡普里奥罗告诉我：“数量差不多，所以这当然令人担忧。”

如此巨大的碳排放应该会改变大气中碳同位素的平衡。果然，在许多三叠纪末沉积物中，碳同位素有三种不同的波动，通常被归咎于CAMP的三次碳排放。科学家们试图利用这些信号作为全球同步的信号来匹配世界各地的三叠纪末期岩石，但大自然已经很好地掩盖了它的踪迹，这些信号根本不是全球性的。这也导致了歧义和不同团队的不同解释。

“这是一种摆动匹配，”福克斯表示。

根据福克斯和他的同事们的说法，第一次碳同位素变化可能是在CAMP第一次喷发前100多万年，或者是在火山爆发开始后数万年。中间的碳同位素摆动发生在大灭绝期间或之前，而第三个同位素摆动发生在大灭绝之后。

造成这种混乱的部分原因是，大气中碳同位素中的二氧化碳信号被冲进海洋的有机物的局部变化所掩盖，尤其是在三叠纪末期被研究得最透彻的浅海中，这使得很难用碳同位素的波动来排列全球事件。

位置，位置，还是位置

一个大问题是，这些信息主要是在类似巴哈马群岛的巨大浅海中形成的英国和欧洲岩石。卡勒姆·福克斯博士说：“如果你住在荷兰，开车去奥地利收集一些样本要容易得多，同样地，如果你在南安普顿，你只需花两个小时在车里，你就能看到（英国）这些奇妙而有趣的部分。”

但西欧在当时是一个非常奇怪的地方。保罗·维格诺尔教授说：“这是个迷人的地震视界，他们称之为‘震积岩’，所有的沉积物都被震动和变形了，这真的很奇怪。”

整个区域的海水变浅，变新鲜，然后干涸，留下了深深的干燥裂缝。贝壳和其他海洋生物消失了，取而代之的是微生物。许多科学家认为这个微生物世界是物种灭绝“第一次脉冲”的结果，但福克斯和同事们认为这不是全球性的。他们在《美国国家科学院院刊》（PNAS）上报告说：“海洋生物群的消失 …… 是局部环境变化的结果，并不标志着 …… 全球灭绝事件。”

事实上，当海水在可能是第二次灭绝脉冲之前返回时，一些三叠纪物种也再次出现，只是在后来的脉冲中完全灭绝了（这与福克斯的单一灭绝脉冲相对应）。但其他科学家认为，“回归”的物种只是第一次灭绝脉冲的幸存者。在许多大灭绝中，“相当多的物种幸存下来，被称为‘遗留物种’，”保罗·维格诺尔解释说。

如果福克斯关于明显的“第一脉冲”只是局部物种灭绝的说法是正确的，那么当时明显温和的气候就说得通了。加州大学洛杉矶分校的维多利亚·佩特里辛（Victoria Petryshyn）博士及其同事在研究微生物垫留下的沉积物中记录的水温时，发现了气候温和的证据。令人惊讶的是，对于2.01亿年前的石灰岩块，研究人员能够探测到季节性的温度变化，但他们没有发现几千年来强烈变冷或变暖的迹象。不幸的是，我们不知道在一个地方的这项研究是否真的代表了三叠纪末期的气候。

如果灭绝的“第一次脉冲”真的只是一个区域性现象，那么究竟是什么原因导致了这种仅限于当地海洋和生活在其中的物种的剧烈变化呢？

维多利亚·佩特里辛博士认为，地震和海水变浅可能是由地壳上升到一团热地幔之上引起的，这团热地幔最终助长了CAMP火山爆发，这在整个地质时期的类似事件中都有观察到。他说：“你有一个巨大的岩浆气泡在上升，它肯定会对上面的整个大陆板块产生影响。”

恶臭的酸性海洋

值得庆幸的是，关于海洋动物是如何在第二次灭绝中死亡的，人们有了更多的共识。

圣安德鲁斯大学的莫莉·特鲁吉尔（Molly Trudgill）在第二次脉冲之后测量了生活在英国的牡蛎体内的硼同位素，以测量当时海洋的pH值。她发现有明显的酸化现象，这表明大气中二氧化碳的激增足够大，足够快，足以导致海洋酸化。这就可以解释为什么在大灭绝之后发现的少数化石贝壳都很脆弱，这表明这种生物很难建造贝壳。

但还有另一个杀手在工作。

福克斯和其他人在页岩中发现了在第二次灭绝脉冲期间形成的特定种类的硫细菌的残留物。“我们看到了很多紫色硫细菌，与这些棕绿色硫细菌相比，它们需要更高的光强度，”福克斯说。这些需要光照的硫细菌清楚地表明，在大多数海洋生物多样性通常旺盛的阳光照射区，海洋缺氧，并含有有毒的硫化氢。

换句话说，海洋是致命的，会散发出臭鸡蛋的气味。

上图：三叠纪末大灭绝中缺氧、富含硫化氢的致命海洋。

海洋中的低氧是一个连环杀手 —— 它是17次灭绝事件中16次的一个因素。部分原因是气候变暖造成的，因为海水变暖溶解的氧气变少，而变暖也加速了微生物对氧气的吸收。但是，虽然二氧化碳上升是导致变暖和酸化的原因，但海洋死亡区主要是由从陆地冲进来的过量营养物质造成的。微生物以营养物质为食，消耗溶解氧，使其他生命形式窒息。

那么，是什么导致了三叠纪营养物质的过剩呢？

森林砍伐和野火

这些过剩营养的来源是由“穿越时空”的孢子和花粉揭示的。在三叠纪的大部分时间里，从陆地冲进海洋的花粉和孢子都来自典型的三叠纪植被。但随着大灭绝的开始，大量自1亿多年前的石炭纪以来从未见过的早已灭绝的孢子和花粉涌入，以及自4亿年前的前寒武纪以来从未见过的被称为“acriarchs”的微化石。这些古老的化石在三叠纪末期从侵蚀的基岩中释放出来，被冲到海里进行第二次埋葬。

巴斯·范德·肖特布鲁格解释道：“我们看到这种规模的事实告诉你，大陆上基本上没有植被。这大大侵蚀了古生代的基岩。”

随着时间旅行孢子的出现，典型的三叠纪树木花粉几乎消失了，这标志着一场巨大的“森林砍伐事件”，导致蕨类植物占主导地位。巴斯·范德·肖特布鲁格说：“大片贫瘠的地区生长着蔓生杂草。”就像今天一样，当你失去了树木，你就失去了土壤，这些土壤被冲进河流，流入大海。气候变暖也意味着更大的暴雨，冲击着裸露的地貌，使海洋中的营养物质泛滥。随着树木的消失，像鳄鱼一样的祖龙群体也灭绝了，大约一半的四足动物群体也灭绝了，让生态系统自由地由侏罗纪的恐龙统治。

上图：马达加斯加河口的大规模侵蚀提供了一种土壤流失的感觉。

三叠纪并没有伐木工人，那是什么杀死了树木？

我们有几个嫌疑人。近年来，我们中的许多人都经历过由遥远的野火造成的烟雾模糊的太阳，福克斯和同事们已经证明了三叠纪末期也是类似的。他们在英国的三叠纪末期沉积物中记录了野火烟雾的化学痕迹，称为“多环芳烃”（PAHs）。

“我们看到了多环芳烃烟雾信号的巨大转变，”福克斯说，“这意味着其他地方也发生了野火，最有可能是在欧洲。”

在中国和其他地方也发现了同样的信号，在三叠纪末期的岩石中发现了木炭。但巴斯·范德·肖特布鲁格认为，野火并不能解释物种灭绝。“在我们关注的时间尺度上，如果发生森林火灾，情况将能够恢复。也许50年或100年后，所有的东西都会重新生长，所以你需要一遍又一遍地这样做，或者你需要对气候做些什么。”

汞和酸

福克斯和同事们提出，火山气体产生的酸雨可能是导致树木损失的原因。这与1783年冰岛拉基火山爆发时发生的情况相吻合。拉基火山爆发是CAMP形成期间广泛爆发的一个小例子。拉基产生了一种酸性雾霾，在北半球上空盘旋了几个月，烧焦植被，玷污金属，破坏树木，使它们停止生长长达一年之久。在格陵兰岛发现的三叠纪末期树叶化石也显示出酸损伤的迹象。

如果火山硫到达平流层，每次喷发都可能引发“火山冬天”，与火山卤烃一起，可能会破坏臭氧层，使陆地暴露在破坏性的紫外线辐射之下。即便如此，科学家们认为无论是酸雾和降雨还是臭氧破坏都不足以导致大灭绝。保罗·维格诺尔解释说：“所有这些东西在火山爆发后持续不了多久。臭氧在大气中不断产生。如果你今年破坏了它，下一年就会开始形成，所以你需要不断地破坏它。”

当时的孢子化石畸形得很奇怪，这可能意味着火山汞中毒或紫外线伤害，但那些畸形的物种并没有灭绝。三叠纪末期的沉积物中还含有大量的昆虫残骸 —— 腿的碎片、蝴蝶翅膀的鳞片和许多甲虫翅膀壳。“你发现这些尺度的事实意味着一定有数万亿这样的东西飞来飞去。否则，你永远也不会看到它们，”巴斯·范德·肖特布鲁格说。

但同样，很难想象昆虫瘟疫会如何摧毁全球森林。所以，如果昆虫、汞、酸雨和雾、臭氧破坏，甚至野火都不够，那么是什么破坏了陆地生态系统？“三叠纪末期的大灭绝是全球性的，无处不在，”保罗·维格诺尔说。“所以，你必须伤害任何地方的东西。”

只有气候变化才能威胁到全球生态系统的基本方面，无论是陆地还是海洋。气候变化控制着环境，而其他压力因素，如酸雨、汞，甚至昆虫瘟疫，则会对环境造成冲击，直到生态系统崩溃。

三叠纪对我们意味着什么

气候科学家并没有预测未来会发生三叠纪末期规模的破坏，尤其是如果我们能在本世纪成功遏制全球变暖的话。但像三叠纪末期这样的事件是气候变化的极端例子，在我们因为它们的无关性而感到太过安慰之前，我们应该更好地理解它们。

是的，三叠纪末期与今天有许多不同之处，但也有相似之处。在三叠纪末期花了几千年的时间，而我们用链锯和化石燃料在几十年内模仿了这一过程。我们没有相同的岩浆和火山气体洪流，但我们确实有甲烷泄漏、采矿、牧场、化肥径流、塑料、农药和酸雨。在晚三叠纪，海洋生物因缺氧和硫化氢而窒息，我们有过度捕捞、污染和海洋酸化。气候变化已经通过干旱导致大量树木死亡，缺氧的海洋死亡区正在蔓延。

“今天的不同之处在于，我们才刚刚开始，”巴斯·范德·肖特布鲁格警告道。“如果我们现在停止，我们可能就不会达到同样程度的灭绝。”

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