超级火山引燃化石燃料改写气候历史

                         吉林大学:杨学祥，杨冬红

地球史上的五次生物大灭绝

据科学家探索发现，其实我们所居住和生活的地球已经经历过五次生物大灭绝。

第一次物种大灭绝发生在4亿4千万年前的奥陶纪末期，由于当时地球气候变冷和海平面下降，生活在水体的各种不同的无脊椎动物便荡然无存。

在距今4.4亿年前的奥陶纪末期，发生地球史上第一次物种灭绝事件，约85%的物种灭亡。古生物学家认为这次物种灭绝是由全球气候变冷造成的。在大约4.4亿年前，撒哈拉所在的陆地曾经位于南极，当陆地汇集在极点附近时，容易造成厚的积冰——奥陶纪正是如此。大片的冰川使洋流和大气环流变冷，整个地球的温度下降，冰川锁住水，海平面降低，原先丰富的沿海生态系统被破坏，导致85%的物种灭绝。

第二次大灭绝发生在3.75亿年前，也就是过了不到1亿年，这次灭绝了一半的海洋生物。海洋生物诡异般地大规模消失了，相比之下，陆地生物却几乎毫发无损。

第二次物种大灭绝发生在泥盆纪晚期，其原因也是地球气候变冷和海洋退却。在公元前约3.65亿年的泥盆纪后期，历经两个高峰，中间间隔100万年，发生地球史上第二次物种灭绝事件，海洋生物遭到重创。

第三次大灭绝发生在2.51亿年前，相对于前一次大灭绝，这次也是又过了1亿年，也是史上已知规模最大的一次生物灭绝事件，这一次有70%的陆地生物灭绝了，96%的海洋生物灭绝了。科学家认为，灭绝原因比较复杂，可能是由于火山大规模喷发制造了大量的酸性颗粒和温室气体，不仅妨碍植物的光合作用，还推动全球气温急剧上升。

二叠纪（Permian period）是古生代的最后一个纪，也是重要的成煤期。

距今2.5亿年前的二叠纪末期，发生了有史以来最严重的大灭绝事件，估计地球上有96%的物种灭绝，其中90%的海洋生物和70%的陆地脊椎动物灭绝。三叶虫、海蝎以及重要珊瑚类群全部消失。陆栖的单弓类群动物和许多爬行类群也灭绝了。这次大灭绝使得占领海洋近3亿年的主要生物从此衰败并消失，让位于新生物种类，生态系统也获得了一次最彻底的更新，为恐龙类等爬行类动物的进化铺平了道路。

科学界普遍认为，这一大灭绝是地球历史从古生代向中生代转折的里程碑。其他各次大灭绝所引起的海洋生物种类的下降幅度都不及其1/6，没有使生物演化进程产生如此重大的转折。

科学家认为，在二叠纪曾经发生海平面下降和大陆漂移，造成了最严重的物种大灭绝。所有的大陆聚集成了一个联合的古陆，富饶的海岸线急剧减少，大陆架也缩小了，生态系统受到了严重的破坏，很多物种的灭绝是因为失去了生存空间。更严重的是，当浅层的大陆架暴露出来后，原先埋藏在海底的有机质被氧化，这个过程消耗了氧气，释放出二氧化碳。大气中氧的含量减少，对生活在陆地上的动物非常不利。随着气温升高，海平面上升，又使许多陆地生物遭到灭顶之灾， 海洋里也成了缺氧地带。地层中大量沉积的富含有机质的页岩是这场灾难的证明。

这次大灭绝是由气候突变、沙漠范围扩大、火山爆发等一系列原因造成。

第四次灭绝发生在2亿年前，和第三次时间只差了5000万年。这一次有50%的物种灭绝了，原因不明，但为恐龙成为地球上生物链的霸主扫清了障碍。

在BC2.08亿年前的三叠纪至侏罗纪过渡时期，地球上发生了第4 次生物大灭绝事件，这次灭绝事件的影响遍及陆地与海洋，导致全球约23%的科与48%的属的生物灭绝，其规模在5 次大灭绝事件中排名最末。也正是这次灭绝事件，给恐龙提供广阔的生存空间，使得恐龙成为侏罗纪的优势陆地动物。这次灭绝事件历时很短，不足1万年，其原因至今未有定论。

关于这次灭绝事件最常见的观点是，陨石撞击地球所致。法国有个罗什舒阿尔陨石坑，地质年代大约是2.01亿年前，这个被侵蚀过的陨石坑，直径约25 千米，原始直径可能约50千米，但是也有专家认为这样的体积不足以造成大规模的生物灭绝。2013年，科学家在本国岐阜县坂祝町河流沿岸和大分县津久见市的海岸附近分别发现了浓度很高的金属锇，这种金属在地表上非常罕见，但在陨星内则含量丰富。后经同位素分析证实，新发现的锇与地表本来存在的锇不同，其来源是陨星。他们认为这是一颗直径为3.3～7.8千米的陨星撞击地球所致，此次撞击导致了三叠纪至侏罗纪生物大灭绝。

此外，还有一种观点认为，这一事件与当时大规模火山爆发所引发的气候变化有关。在三叠纪时期，火山爆发喷涌了大量岩浆和气体，改变了当时的气候条件，排放的二氧化碳还可能会酸化海洋，造成海洋及陆地生物的灭绝。

第五次大灭绝相信大家都不陌生，在6500万年前，一颗小行星撞击了尤卡坦半岛，大量灰尘进入大气层，在随后的1年时间内都是遮天蔽日，日照量锐减令植物大批死亡，随着生态系统瓦解，75%的物种惨遭灭绝，其中就包括恐龙。

关于恐龙的灭绝，科学家们提出了五花八门的假说，先前其中比较著名的有以下四种：其一“, 气候变迁说”。该假说认为BC6500万年的地球气候陡然变化造成大批动植物死亡；其二，“地磁变化说”。该假说认为当年的地球磁场突然发生变化使得大批动物遭受灭顶之灾；其三，“酸雨说”。该假说认为白垩纪末期地球上可能下过强烈的酸雨，造成恐龙中毒而灭绝；其四，“被子植物中毒说”。该假说认为地球上的被子植物逐渐取代了裸子植物之后，其中含有的毒素被动物食用之后累积，从而导致恐龙灭绝。当然，每一种假说都有科学的一面，但也存在争议。现今，被国际社会普遍认可的是“陨石撞击说”。

科学家们确信希克苏鲁伯陨石撞击事件是造成白垩纪至第三纪恐龙大灭绝的原因。希克苏鲁伯撞击事件会引发大规模海啸、地震与火山爆发，撞击产生的碎片和灰尘会造成全球性的风暴，长时期遮蔽阳光，妨碍植物的光合作用，造成生态系统的瓦解，一系列的灾难最终导致全球约17%的科、50%的属、75%的物种灭绝，灭绝事件的规模在5次大灭绝事件中排名第2。

2.5亿年前火山喷发曾毁灭全球森林

　　英国科学家的最新研究称，在距今大约2.5亿年前，大规模火山喷发毁灭了全球的森林，使得地球到处是以树木为食的真菌。

　　这项研究证实，即便是生命力极强的树木，也未能在二叠纪物种大灭绝事件的浩劫中幸免，那也是已知地球上最具破坏性的物种灭绝事件之一。在这次灭绝事件中，超过95%的海洋生物物种和70%的陆地生物物种从地球上永远消失，它们极有可能毁灭于集中在当今西伯利亚一带的长期火山喷发喷射的有毒气体。

　　火山喷发在全球范围内形成了大量酸雨，并破坏了臭氧层，使得更多有害的紫外线到达地面。在此之前，研究人员并未发现大灭绝期间地球状况的实物证据，于是，很多人推测二叠纪的森林相对完整地幸存下来。不过，最新研究表明，地球上的森林植被那时同样遭受重创。

http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-263236.html

    化石能源燃烧加速推动地球生物灭绝

      发生在大约2.52亿年前的二叠纪-三叠纪生物大灭绝，在短短几万年的时间里，使96%的海洋生物和约70％的陆地生命从地球上永远消失。

      当时，位于如今西伯利亚地区的古老火山喷出了大量岩浆，覆盖了相当于美国表面积三分之一甚至一半的土地，这一过程持续了大约一百万年。然而，火山爆发不是导致大灭绝的根本原因。

       据两个独立的科学家团队发布的最新研究论文，正是由于西伯利亚火山岩浆燃烧了大量地下石油和煤炭沉积物，燃烧过程中释放出二氧化碳和甲烷等温室气体，进而导致了大灭绝的发生。日本东北大学的地球化学家Kunio Kaiho团队发现两起火山爆发事件与二叠纪末陆地与海洋生物灭绝时间吻合。而苏格兰圣安德鲁斯大学生物地理化学家Hana Jurikova团队在大灭绝边界的贝壳化石中发现了海洋酸化的证据，证实了化石燃料燃烧和温室气体释放造成海洋酸化，从而导致珊瑚等海洋生物溶解死亡。

       这些研究发现进一步证实了气候变化对地球生命的影响。如果将大灭绝与如今全球变暖进行类比，大灭绝期间排放的温室气体总量远远超过人类产生的温室气体。然而，当时火山释放出二氧化碳的速度比今天人类的排放速度要慢14倍。因此，我们目前每年燃烧产生的碳量比大灭绝时期的任何时候都高得多。如果不能遏制温室气体排放，未来气候变化对生物的严重影响或许可以预见。https://www.163.com/dy/article/FSE687EN05149AIR.html

       英国科学家的最新研究称，在距今大约2.5亿年前，大规模火山喷发毁灭了全球的森林，使得地球到处是以树木为食的真菌。

　　这项研究证实，即便是生命力极强的树木，也未能在二叠纪物种大灭绝事件的浩劫中幸免，那也是已知地球上最具破坏性的物种灭绝事件之一。在这次灭绝事件中，超过95%的海洋生物物种和70%的陆地生物物种从地球上永远消失，它们极有可能毁灭于集中在当今西伯利亚一带的长期火山喷发喷射的有毒气体。

　　火山喷发在全球范围内形成了大量酸雨，并破坏了臭氧层，使得更多有害的紫外线到达地面。在此之前，研究人员并未发现大灭绝期间地球状况的实物证据，于是，很多人推测二叠纪的森林相对完整地幸存下来。不过，最新研究表明，地球上的森林植被那时同样遭受重创。

http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-263236.html

火山喷发点燃煤层导致二叠纪生物大灭绝

关于二叠纪绝灭事件原因的研究有很多，卡尔加里大学的研究者最近称是火山的大规模喷发点燃了大量的煤层，从而产生了大量浮灰团，对全球海洋产生了广泛的影响。

2.5亿年前地球经历了史上最大的一次生物绝灭事件，期间95%的海洋生物和70%的陆地生物都没有逃脱绝灭的命运。

关于此次绝灭事件原因的研究有很多，卡尔加里大学的研究者最近称他们找到支持火山喷发说的证据。研究者在加拿大北极地区的二叠纪末绝灭事件的岩石中发现了煤灰层的存在，这表明当时火山的大规模喷发点燃了大量的煤层，从而产生了大量浮灰团，对全球海洋产生了广泛的影响。

早期也有研究者猜测，西伯利亚的史上最大规模火山喷发可能在经过煤层的时候产生了大量的温室气体，而导致全球变暖。但卡尔加里的研究者却是第一次发现了支持这一说法的直接证据。

毁灭事件发生时，全球存在一个超级大陆盘吉亚（Pangaea），盘吉亚上从沙漠到森林都有，四足动物在其中逐渐分异出原始两栖类、爬行类、和羊膜类动物。火山喷发发生在西伯利亚地盾，这是一片比欧洲还大的地域，火山喷发产生的灰尘团漂移到加拿大极区，形成了研究者现在发现的煤灰层。

这些煤灰可使地球产生温室效果，更可怕的是，它还能降低海洋中的氧气含量，从而使生物窒息而亡。二叠纪末真的是地球上最艰难的一段时期，火山喷发产生的热熔岩、有毒气体、煤灰等多种因素共同导致了大绝灭事件的发生。

https://tech.qq.com/a/20120117/000232.htm

澳大利亚一次森林大火的预演

2019年7月8日开始，澳大利新南威尔士州爆发了山火，由于当地天气的炎热，加上澳大利亚政府的救援不力，很快整个澳洲燃起了大火。山火像恶魔一样吞噬着澳大利亚的森林和草地，一直持续了整整7个月。

在这场大火中，大约400公顷的土地被烧毁，十亿野生动物死于大火，连澳洲的考拉也死了百分之三十，此外，鸭嘴兽直接成为了濒危动物。在七个月的燃烧期中，澳大利亚有33个人死于大火。而更为可怕的是，这场大火所造成的生态危害。

从小的方面来说，澳大利亚当地的物种生态得到大肆的毁灭，势必会造成当地各种的生态负面影响。一米长的蝙蝠开始进入城市，堪培拉、墨尔本的天空被大火染成了红色，城市中充满了灰烟。

最让人担忧的是，南极洲和澳洲的距离十分的近，七个月的大火，让本来就温室效应的世界气候变得更加的高温。常年堆积冰川的南极洲由于全球变暖，使得大量的冰川融化，冻土苏醒。全球的水平面急剧的增长，据科学家研究发现，在南极洲发现了很多的远古病毒。这些病毒都是被封印进去的，如今气候变暖，自然也是开始慢慢的苏醒。

科学家表示，2021年7月是2003年开始有卫星记录以来全球山火最严重的7月。在北美洲、西伯利亚、非洲和欧洲南部，山火持续肆虐。

　　2021年7月全球各地的山火共释放出343兆吨碳，比2014年出现的上个7月全球峰值高出约五分之一。

　　欧盟哥白尼大气监测局资深科学家马克·帕林顿说：“自2003年我们开始有记录以来，今年7月的（山火碳排放）全球总量是最高的。”

结论：改写全球气候历史和生物灭绝历史的重大事件

我们在2013年发表的《全球气候变化的成因初探》一文中指出，温室效应不是气候变化的唯一因素，太阳能量在地球内部的积累和释放有不可忽视的多种效应。

在地球史上的五次生物大灭绝的最初表述中，我们看不到太阳能量的影响，这显然忽视了最重要的环节。

《化石能源燃烧加速推动地球生物灭绝》和《火山喷发点燃煤层导致二叠纪生物大灭绝》两小节填补了这一空白，还原了历史的真实过程。太阳能量的长期积累和释放对气候变化和生物大灭绝的贡献终于彰显于大千世界，恢复历史的真实面目。

科学看待全球变暖的时代终于来了！

发生在大约2.52亿年前的二叠纪-三叠纪生物大灭绝，在短短几万年的时间里，使96%的海洋生物和约70％的陆地生命从地球上永远消失。由于西伯利亚火山岩浆燃烧了大量地下石油和煤炭沉积物，燃烧过程中释放出二氧化碳和甲烷等温室气体，进而导致了大灭绝的发生。澳大利亚山火就是一次未来大灭绝的预演。

与西伯利亚暗色岩类似，德干暗色岩也发生在大陆，因此可以加速化石燃料燃烧和温室气体超级排放，造成恐龙灭绝重大事件。小行星撞击扩大了这一事件。

      人类的出现可能改变这一自然规律：化石燃料就是大陆和海洋内的火药桶，超级火山爆发就是导火索，人类开发化石能源，铲除了大陆和海洋内的火药桶，避免了下次超级火山引发的温室气体超级排放，阻止下一次生物大灭绝，变天灾为人类福祉与天人和谐，这应该是天大的好事。

      要温室气体的爆炸式超级排放，还是要温室气体缓慢式人工排放，人类必须做出正确的抉择。

      温室气体减排有利有弊：短期可以维持现状，但不过是扬汤止沸；长期留下后患，造成更严重的生物大灭绝。人类开发化石能源，铲除了大陆和海洋内的火药桶，这才是釜底抽薪。

参考文献

1.     杨冬红, 杨学祥. 北半球冰盖融化与北半球低温暴雪的相关性研究[J].地球物理学进展.2014, 29 (1): 610～615. YANG Dong-hong, YANG Xue-xiang. Study on the relation between ice sheets melting and low temperature in Northern Hemisphere. Progress in Geophysics. 2014, 29 (1): 610～615.

2.     杨学祥, 陈殿友. 火山活动与天文周期. 地质论评, 1999, 45(增刊): 33-42. Yang X X, Chen D Y. The Volcanoes and the Astronomical Cycles. Geological Review (in Chinese), 1999, 45(supper): 33-42.

3.    杨冬红, 杨学祥. 地球自转速度变化规律的研究和计算模型. 地球物理学进展, 2013，28（1）：58-70。 Yang D H, Yang X X. Study and model on variation of Earth’s Rotation speed. Progress in Geophysics (in Chinese), 2013, 28（1）：58-70.

4.     杨学祥，陈殿友. 地核的动力作用[J]. 地球物理学进展，1996， 11（1）： 68-74. Yang X X, Chen D Y. Action of the earth core[J]. Progress in Geophysics, 1996, 11(1): 68-74.

5.     杨学祥, 陈震, 刘淑琴等. 地球内核快速旋转的发现与全球变化的轨道效应. 地学前缘, 1997, 4(1): 187-193.Yang X X, Chen Z, Liu S Q, et al. The discovery of fast rotation of the earth’s inner core and orbital effect of global changes. Earth Science Frontiers (in Chinese), 1997, 4(1): 187-193.

6.     杨学祥, 陈殿友. 地球差异旋转动力学. 长春: 吉林大学出版社, 1998, 2, 27-33,79,120-122, 196-198.

Yang X X, Chen D Y. Geodynamics of the Earth’s differential rotation and revolution. Changchun: Jilin University Press (in Chinese), 1998, 2, 27-33, 120-122, 196-198.

7.   杨冬红，杨学祥. 全球气候变化的成因初探. 地球物理学进展. 2013, 28(4): 1666-1677.Yang X X, Chen D Y. Study on cause of formation in Earth’s climatic changes. Progress in Geophysics (in Chinese), 2013, 28(4): 1666-1677.

8.     杨学祥, 张中信, 陈殿友, 等. 地核能量的积累与释放. 地壳形变与地震.  1996, 16(4):85-92. Yang X X, Zhang Z X, Chen D Y, et al. Energy accumulation and liberation in earth’s core (in Chinese). Crustal Deformation and Earthquake. 1996. 16(4): 85~92.

9.     杨学祥, 陈殿友. 热幔柱构造与地核热能.  地壳形变与地震. 1996, 16(1):27-36. Yang X X, Chen D Y.  Mantle plume tectonics and thermal energy of the core (in Chinese). Crustal Deformation and Earthquake. 1996. 16(1): 27~36.

10.  杨冬红, 杨学祥, 刘财. 2006. 2004年12月26日印尼地震海啸与全球低温. 地球物理学进展, 21(3): 1023~1027

Yang D H, Yang X X, Liu C. 2006. Global lowtemperature, earthquake and tsunami (Dec. 26, 2004) in Indonesia.Progress in Geophysics (in Chinese), 21(3): 1023~1072

  11. 杨冬红. 2009. 潮汐周期性及其在灾害预测中应用[D][博士论文].长春:吉林大学地球探测科学与技术学院.

Yang Dong-hong. 2009. Tidal Periodicity andits Application in Disasters Prediction[D]. [Ph. D. thesis]. Changchun：College of Geo-exploration Scienceand Technology, Jilin University.

  12. 杨冬红，杨德彬，杨学祥. 2011a. 地震和潮汐对气候波动变化的影响[J]. 地球物理学报， 54（4）：926-934

Yang D H, Yang DB, Yang X X. 2011b. The influence of tides andearthquakes in global climate changes[J]. Chinese Journal of geophysics (inChinese), 54(4): 926~934