火山活动导致的臭氧层破坏以及紫外线辐射增加是生物灭绝的一个重要因素

                                                      吉林大学：杨学祥，杨冬红

关键提示

       近5亿年来，地球上一共发生了5次生物大灭绝事件。最严重的一次发生在2.5亿年前，是二叠纪末期生物大灭绝事件，造成约80%的海洋物种和陆地物种消失。科学家们认为，这一最严重的生物灭绝事件，是西伯利亚地区大规模基性火山喷发引起的古气候紧急情况所致。但是，火山喷发造成全球温室气体增加，如何影响了陆地生态系统，并导致生物灭绝？人们尚不清楚。 

       2023年1月7日凌晨在线发表于国际学术期刊《科学进展》(Science Advances)上的一篇研究论文称，来自西藏藏南地区化石花粉粒中香豆酸和阿魏酸等“防晒霜”物质含量的变化，是大气臭氧层破坏导致二叠纪末陆地生物大灭绝的直接证据。

     “排除了所有可能的原因，最合理的解释是臭氧层破坏”

       中国科学院南京地质古生物研究所刘锋研究员与英国、德国同行等合作研究发现，该时期内，植物花粉粒中的香豆酸和阿魏酸等“防晒霜”物质的含量明显升高，从而推测该时期地球陆地紫外辐射明显增加，且与火山喷发和生物大灭绝紧密相关。

       研究团队运用傅里叶变换红外光谱，对发现自我国西藏南部二叠——三叠纪过渡剖面的1011粒阿里型花粉中的香豆酸和阿魏酸进行了定量测量。他们通过对这些花粉产出的红外光谱的大数据分析，发现在二叠纪末大灭绝期间地层中花粉外壁的香豆酸和阿魏酸含量，明显高于灭绝前后化石花粉中该化合物的含量。这直接证明了二叠纪末期大灭绝期间存在全球紫外线辐射增加的现象。

       刘锋告诉澎湃科技记者，孢粉的外壁的化学性质非常“懒惰”，一些日本学者认为孢粉的外壁是世界已知最耐腐蚀的有机物。“我们的样品在地层中保存了2.5亿年。”“影响紫外线强度的因素有很多，除了我们文中提到的臭氧空洞，还有纬度、海拔以及太阳周期的影响。地球上赤道附近的紫外线最强，海拔高的地方比如西藏，紫外线很强。我们研究的材料采自藏南，这个地方在2.5亿年前是个很小的海岛，纬度以及海拔都很稳定，和我们研究的花粉‘共生’的还有很多蜗牛和双壳类动物，也能证明这一点。所以，我们发现的紫外线增加的现象，是没有办法用海拔和纬度变化解释的。此外，太阳周期也很难解释，因为我们发现的紫外线强度的变化并不呈现出周期性，和太阳周期相关性可以排除。排除了所有可能的原因，最合理的解释是臭氧层破坏。”

       刘锋向澎湃科技记者表示，“汞在西藏这种没有工业污染的地方，地层中的含量是非常低的，但我们却在西藏二叠纪末大灭绝的地层中间发现了汞含量很高的层位。巧合的是，我们从这些汞含量很高的地层里获得的花粉外壁的香豆酸的含量也很高。这种来自于不同研究对象，一个是有机，一个是无机，同时出现化学成分的波动，很难用偶然或碰巧进行解释，两者之间必然存在很高的相关性，所以，我们提出，火山活动导致的臭氧层破坏以及紫外线辐射增加是灭绝的一个重要因素。”

https://weibo.com/ttarticle/p/show?id=2309404855391908397259

https://www.sohu.com/a/626070133_162522

https://new.qq.com/rain/a/20230107A00M3U00

       这篇文章为我们的下列成果提供了证据：

        火山活动是臭氧洞形成的三大原因之一

       据《中国日报》报道 英国研究人员日前表示，地球历史上出现的最大臭氧洞并非人类所为，而是2.51亿年前的一次火山爆发所“创造”的。根据科学家的计算，刺穿这个臭氧洞的紫外线强烈程度最高可达穿过人类使用氟利昂和其它化学物质制造的臭氧洞的紫外线的6倍。这些曾在二叠纪－三叠纪时代破坏臭氧层的化学物质，一旦停止“入侵”大气层，遭破坏的臭氧层大约需要10年时间才能得以恢复。与它相比，人类不过是向大气中排放的破坏臭氧层的化学物质的“作恶时间”更长一些。由英国谢菲尔德大学大卫·毕尔林教授领导的研究小组在《皇家学会哲学汇刊》上刊登了他们的发现。

       无独有偶，1999年我国吉林大学地球探测科学与技术学院杨学祥教授就指出，造成南极上空臭氧空洞的“罪魁祸首”是太阳风，而不是通常所认为人类使用的氟利昂。这一观点发表在今年5月份出版的《科学美国人》杂志中文版上。杨教授在论文中指出，有3个因素结合起来使南极臭氧层出现空洞：太阳风的压力使地球南极上空大气层变薄；处于开裂期的地球南半球由于火山爆发释放出大量有害气体破坏臭氧层；太阳高能粒子进入地球大气层后消耗了两极臭氧。

https://blog.sciencenet.cn/blog-2277-1332835.html

      杨学祥一直从数学模式的视角进行地球科学理论研究，迄今已出版一本专著，发表论文50多篇。目前他正在从事获得“国家自然科学基金”资助的有关地球演化和气候变化的研究。上述观点是在他与同事合著的论文《太阳风、地球磁层与臭氧空洞》中提出的，并发表在今年第5期《科学美国人》杂志中文版上。最近，这一新观点经新华社向世界播发后，在国际上产生强烈反响，一些华文报纸纷纷采用，世界四大通讯社之一的法新社，几乎全文转发了新华社英文稿。

https://blog.sciencenet.cn/blog-2277-1332936.html

      “臭氧洞漏能效应”和“地磁层漏能效应” 

我们在1999年撰文提出，到达地球的太阳辐射能大约有2%被平流层的臭氧吸收，7%被电离层吸收。当黑子活动高峰发生太阳风暴时，会大量破坏南极臭氧，随之产生“臭氧洞漏能效应”和“地磁层漏能效应”，使被地磁层和臭氧层阻隔的9%的太阳能由平流层进入对流层，导致南极平流层变冷对流层变暖。收缩的平流层自转变快，膨胀的对流层自转变慢，这是赤道高空风产生的一个原因。

正X射线,γ射线和紫外线,大约占太阳辐射光谱总能量的9%.在80～400km高度范围的电离层,γ射线和X射线被N₂和O₂/O₃所吸收,在15～55km高度的臭氧层,99%的紫外线被O₃所吸收.即在地球磁层、大气层和臭氧层被破坏的时候,到达生物圈的太阳辐射能将增大9%,造成地表温度的大幅度波动.与此同时,到达地表的γ射线、X射线和过量紫外线将造成大规模的生物灭绝.这就是臭氧洞漏能效应.

https://blog.sciencenet.cn/blog-2277-1333694.html

http://cpfd.cnki.com.cn/Article/CPFDTOTAL-ZGDW199910001191.htm

https://www.doc88.com/p-4317663607230.html

https://www.docin.com/p-344676587.html

太阳风暴和紫外线风暴绝杀病毒

中科院南京地质古生物研究所科研人员与国外科研团队合作，通过对植物花粉化石中功能类似于“防晒霜”的化合物研究，发现紫外线辐射增强是导致二叠纪末陆地生物大灭绝的重要原因。

病毒是最低等的生物，所以，紫外线辐射增强也必然是病毒大灭绝的重要原因。

 1918-1920年西班牙流感大流行 

西班牙型流行性感冒是人类历史上致命的传染病，在1918~1919年曾经造成全世界约5亿人感染，2千5百万到4千万人死亡（当时世界人口约17亿人）；其全球平均致死率约为2.5%-5%，和一般流感的0.1%比较起来较为致命，感染率也达到了5%。

西班牙型流感可以简单分为三波，第一波发生于1918年春季，基本上只是普通的流行性感冒；第二波发生于1918年秋季，是死亡率最高的一波；第三波发生于1919年冬季至1920年年春季，死亡率介于第一波和第二波之间。第一波有记录的流感发生于1918年3月4日一处位于美国堪萨斯州的军营（Camp Funston，Kansas），但当时的症状只有头痛、高烧、肌肉酸痛和食欲不振而已。4月正处于第一次世界大战的法国也传出流感，3月中国、5月西班牙、6月英国，也相继发生病情，但都不严重。

西班牙型流感在18个月内便完全消失。

http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-1283554.html

1921年的太阳超级风暴对地球病毒有绝杀作用。 

2002年冬到2003年春肆虐全球的严重急性呼吸综合征（SARS、传染性非典型肺炎）

SARS病毒属于冠状病毒科( coronavirus) ，病毒粒子多呈圆形，有囊膜，外周有冠状排列的纤突,分布于细胞浆中，呈圆形，病毒直径在80~120nm之间。SARS病毒是冠状病毒的一个变种，是引起非典型肺炎的病原体。变种冠状病毒与流感病毒具有亲缘关系，但它是非常独特的一种冠状病毒，在2002年冬到2003年春肆虐全球的严重急性呼吸综合征（SARS、传染性非典型肺炎）的元凶就是这种冠状病毒。

2003年超级太阳风暴是灭杀SARS病毒重要因素。 

中东呼吸综合征是一种在2012年发现的新型病毒 

中东呼吸综合征（Middle East Respiratory Syndrome，MERS，又称新沙士、2012年新型冠状病毒）是一种在2012年发现的新型病毒，被认为和造成SARS的病毒相似，最早出现在中东。患者可出现急性严重呼吸系统疾病，病征包括发烧、咳嗽、呼吸急促和困难，出现肺炎或肾脏衰竭等严重并发症。有些患者还有肠胃方面的症状，如腹泻和恶心呕吐。

2012年和2017年超级太阳风暴是灭杀MERS病毒重要因素。

https://blog.sciencenet.cn/blog-2277-1344553.html

臭氧洞在新冠疫情中保护人类：利弊斟酌孰为重？

2020年3月末北极臭氧洞和9月末南极臭氧洞抑制新冠病毒爆发

根据地球轨道周期，臭氧洞应该周期性地在南北两极轮流出现。由于没有达到臭氧洞低浓度的标准，即使是臭氧洞没有出现，但是北极臭氧稀薄区在3月和南极臭氧稀薄区在9月也会周期存在，从而形成每年3月和9月两极地区的臭氧稀薄区变化周期。这是新冠病毒季节性爆发的第一大原因。

第一、每年3-4月和9-11月的臭氧洞漏能效应，相当于大自然对地球的两次大规模消杀病毒过程，对冠状病毒的抑制或杀灭作用不可忽视。

第二、每年6-8月北半球夏季太阳黑子最强，每年1-2月和12月北半球冬季太阳黑子最弱，这是新冠疫情季节性波动第二大原因。南半球与此相反，每年6-8月南半球冬季季太阳黑子最弱，每年1-2月和12月南半球夏季太阳黑子最强，

https://blog.sciencenet.cn/blog-2277-1332521.html

巧合的是，2019年全球爆发了新冠病毒疫情，2020年3月发生北极臭氧洞和9月发生南极臭氧洞。大量太阳高能粒子通过臭氧洞进入地表，灭杀了新冠病毒，保护了人类，其作用和贡献却被忽视。

https://blog.sciencenet.cn/blog-2277-1330844.html

https://blog.sciencenet.cn/blog-2277-1330966.html

https://blog.sciencenet.cn/blog-2277-1333839.html

太阳风暴和臭氧洞对比

       事实上，2011年太阳风暴导致了2011年出现了较大的北极臭氧洞和南极臭氧洞。南极臭氧洞面积在1993-2020年28年中排位第8。

图1  1993-2020年南极臭氧洞面积排序前15名记录（网上资料）

2006年12月初连续爆发的太阳耀斑对我国的短波无线电信号传播造成严重影响，短波通信、广播等电子信息系统发生大面积中断或受到较长时间的严重干扰。12月13日北京时间10时40分前后，太阳又爆发一次大耀斑，广州、海南、重庆等电波观测站的短波探测信号从10时20分左右起发生全波段中断，直至11时15分以后才逐步出现信号，13时30分以后基本恢复正常。

2006年太阳耀斑和南极寒流的共同影响，导致南极臭氧洞面积最大，排在第1位。

https://blog.sciencenet.cn/blog-2277-1331151.html

1998年4月底至5月，太阳风暴不断。在此期间，多颗飞行器发生异常或者失效，最显著的是银河Ⅳ号通讯卫星的失效，它造成美国80％的寻呼业务的损失，无数的通信中断，并使金融交易陷入混乱。

https://www.chinanews.com.cn/cul/2011/03-09/2893113.shtml

1998年的太阳风暴与1998年南极臭氧洞面积排序第2位对应。

2008年12月美国宇航局(NASA)宣布发现磁气圈破了个大洞，比地球宽四倍且还在扩大中。外层空间射向地球的各种有害粒子将更直接的冲击到自然万物和人类社会，过去已经发生过几次。

https://dili.chazidian.com/s13527/

      这可能是2008年南极臭氧洞面积排名第5位的原因。

图 2  太阳风压缩大气层背光流动形成两极地区极昼时臭氧洞（或臭氧稀薄区）和极夜时气尾

表1显示，南极臭氧洞面积最大的前8名都受到较强太阳风暴作用，其中2003年最强烈，2006年、2015年、1998年、2008年和2011年次之。

表1 臭氧洞、太阳活动、异常寒流、月亮赤纬角极值、最热年、厄尔尼诺和拉尼娜对比 

http://finance.ifeng.com/a/20150825/13931633_0.shtml

https://blog.sciencenet.cn/blog-2277-991473.html

https://blog.sciencenet.cn/blog-2277-1331361.html

       太阳风暴灭杀病毒的历史记录

      太阳风暴定期为地球杀灭病毒，是人类生存不可或缺的重要事件，西班牙流感和新冠疫情证实了这一点。

表1 世界历次流行亚型和太阳风暴记录统计表 

年  限   亚  型        名   称          首发地区       拉马德雷      太阳风暴

1510     流感                             英国

1580     流感     美洲土著流感     美洲                              1582年

1675     流感                                                                   

1733     流感

1742-1743 流感      东欧流感        东欧

1837     流感           欧洲流感        柏林，西班牙               1859年

1889-1894  流感    俄罗斯流感       俄罗斯                                                 

1890-   H2N2        EI                      英格兰        冷位相        

1900-   H3N8        EI                      英 国          冷位相      

1918#- H1N1        SI 西班牙流感      美国           冷位相      1921年

1957#- H2N2        亚洲流感         中国贵州         冷位相      1958年

                                                                                       1967年

1968#- H3N2        香港流感         中国香港         冷位相      1972年

                                    1975年

1977-新H1N1        EII俄罗斯流感    俄罗斯        冷暖边界     1989年

1997- H5N1          Al                    中国香港         暖位相       

1999- H9N2          Al                       中国            暖位相       

2002* SARS           非典型肺炎         中国           冷位相       2003年

2004- H5N1          Al                        越南           冷位相

2009* H5N1          甲型流感            墨西哥         冷位相     2010-2011年

2012* MERS      中东呼吸综合征     沙特阿拉伯      冷位相    2012-2014年

2016* MERS      中东呼吸综合征        韩国           冷位相         2017年

2019* 2019-nCoV  新型冠状病毒                         冷位相         2021年

                                                                                       2023-2026年?

注：带*号项是笔者加的，带#号者为最强爆发。

http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-1215691.html

http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-1216143.html

http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-1304134.html

http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-1308292.html

http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-1308254.html

https://www.docin.com/p-2343361269.html&dpage=1&key=%E6%B5%81%E6%84%9F%E6%80%8E%E4%B9%88%E6%B2%BB&isPay=-1&toflash=0&toImg=0

https://tech.sina.com.cn/roll/2020-03-29/doc-iimxyqwa3856397.shtml

https://www.doc88.com/p-9445767339134.html

      1918-1920年西班牙流感大爆发和1921年爆发了超级太阳风暴之间，并不存在因果关系。而1918-1920年西班牙流感结束和1921年爆发了超级太阳风暴之间却可能存在因果联系：超级太阳风暴灭杀了西班牙流感病毒。

   如果在2025年太阳黑子峰值之前，2021-2024年爆发超级太阳风暴，那么新冠疫情结束就为期不远了。

      “超级太阳风暴”与病毒大流行：超级太阳风暴会成为一场灾难还是福音？  让我们拭目以待。     

http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-1289287.html

http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-1311344.html

https://blog.sciencenet.cn/blog-2277-1311404.html

https://blog.sciencenet.cn/blog-2277-1316303.html

https://blog.sciencenet.cn/blog-2277-1316828.html

https://blog.sciencenet.cn/blog-2277-1320638.html

https://blog.sciencenet.cn/blog-2277-1354452.html

https://blog.sciencenet.cn/blog-2277-1370978.html

参考文献

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。85-89

杨学祥, 陈殿友, 宋秀环. 太阳风、地球磁层与臭氧层空洞. 科学（ScientificAmerican 中文版）, 1999, （5）：58~59

杨学祥. 地磁层和大气层漏能效应. 中国学术期刊文摘, 1999, 5（9）：1170~1171

杨学祥, 陈殿友. 地磁场强度的轨道调制与自然灾害周期. 见：中国地球物理学会年刊2000. 武汉：中国地质大学出版社, 2000. 307

杨学祥, 陈殿友. 构造形变、气象灾害与地球轨道的关系. 地壳形变与地震,2000,20（3）：39~48

Yang, Xuexiang, Chen Dianyou, Gao Yanwei, Su Hongliang and YangXiaoying, et al, Geophysical and Chemical Evidence in the Depletion of Ozone.J. Geosci. Res. NEAsia, 1999, 2 (2): 121~133

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

杨学祥, 陈殿友, 宋秀环. 太阳风、地球磁层与臭氧层空洞. 科学（中文版）, 1999, （5）：58~59

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 Xue-xiang, CHEN Dian-you. The Volcanoes and the Astronomical Cycles .Geological Review. 1999,45(supper):33~42.

杨学祥. 臭氧洞与厄尔尼诺. 中国学术期刊文摘, 1999, 5（10）：1301~1303

杨学祥. 臭氧洞漏能效应及其形成原因. 见: 中国地球物理学会年刊1999, 合肥：安徽技术出版社, 1999, 191

杨学祥, 陈殿友. 地球流体运移动力与自然灾害. 同上, 326

陈殿友, 杨学祥, 宋秀环. 地球轨道效应与重大自然灾害周期. 同上, 256.*

杨学祥, 陈殿友. 地磁场强度的轨道调制与自然灾害周期. 见：中国地球物理学会年刊2000. 武汉：中国地质大学出版社, 2000. 307

杨学祥, 陈殿友. 地下流体和微量元素流体在气候变化中的作用. 同上, 245

陈殿友, 杨学祥. 气候变冷导致的自然灾害及其周期. 同上, 244

杨学祥. 大气圈差异旋转及其对臭氧层的影响. 中国学术期刊文摘, 2000, 6（2）：199~201

杨学祥. 大气氯粒子层的形成原因. 中国学术期刊文摘, 2000, 6（3）：370~371

杨学祥. 太阳活动驱动气候变化的证据. 中国学术期刊文摘, 2000, 6（5）：615~617

杨学祥. 生物灾害与太阳活动的关系. 中国学术期刊文摘, 2000, 6（5）：617~619

杨学祥. 位能、形变能与热能的转化和全球变化的能量分析. 中国学术期刊文摘, 2000, 6（7）：878~880

杨学祥. 气候波动周期、沙漠化与人类知识结构. 中国学术期刊文摘, 2000,6（8）：1003~1005

Yang, Xuexiang, Chen Dianyou, Yang Xiaoying,  and  Yang Shuchen, et al, Geopulsation, Volcanism and Astronomical Periods. J. Geosci. Res. NE Asia, 2000, 3 (1): 1~12.

Yang, Xuexiang, and Chen Dianyou. Tectonic Movement and Global Climate Change. J. Geosci. Res. NE Asia, 2000, 3 (2): 121~128.

杨学祥, 陈殿友. 构造形变、气象灾害与地球轨道的关系. 地壳形变与地震,2000,20（3）：39~48

杨学祥. 土地沙漠化——全球性环境问题. 科学新闻周刊. 2000,（46）：18

杨学祥. 警惕严重旱灾重演. 科学新闻周刊. 2001, （5）：13

杨学祥. “地球呼吸”的气候证据. 中国学术期刊文摘. 2001, 7（2）：223~224

杨学祥. 厄尔尼诺事件的时空特征及其地球物理解释. 中国学术期刊文摘. 2001, 7（4）：509~510

杨学祥. 全球变暖、构造运动与沙漠化. 地壳形变与地震. 2001, 21（1）：15~23

杨学祥. 全球气候变化的趋势与灾害经济管理. 中国学术期刊文摘（科技快报）. 2001, 7（6）：730~731

杨学祥. 地球形变产生的岩石圈、水圈和气圈等差异旋转. 中国学术期刊文摘（科技快报）. 2001, 7（7）：902~904

杨学祥. 流体与固体的差异旋转和能量放大. 中国学术期刊文摘（科技快报）. 2001, 7（8）：1017~1019

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相关报道

2亿多年前的花粉粒揭示陆地生物大灭绝“元凶”

新浪新闻  01-07 21:45 

​​来源：澎湃新闻

近5亿年来，地球上一共发生了5次生物大灭绝事件。最严重的一次发生在2.5亿年前，是二叠纪末期生物大灭绝事件，造成约80%的海洋物种和陆地物种消失。

科学家们认为，这一最严重的生物灭绝事件，是西伯利亚地区大规模基性火山喷发引起的古气候紧急情况所致。

但是，火山喷发造成全球温室气体增加，如何影响了陆地生态系统，并导致生物灭绝？人们尚不清楚。

2023年1月7日凌晨在线发表于国际学术期刊《科学进展》(Science Advances)上的一篇研究论文称，来自西藏藏南地区化石花粉粒中香豆酸和阿魏酸等“防晒霜”物质含量的变化，是大气臭氧层破坏导致二叠纪末陆地生物大灭绝的直接证据。

“排除了所有可能的原因，最合理的解释是臭氧层破坏”

中国科学院南京地质古生物研究所刘锋研究员与英国、德国同行等合作研究发现，该时期内，植物花粉粒中的香豆酸和阿魏酸等“防晒霜”物质的含量明显升高，从而推测该时期地球陆地紫外辐射明显增加，且与火山喷发和生物大灭绝紧密相关。

“世界各地的化石研究都表明二叠纪末期很多生物消失了，现在争论主要集中在灭绝机理。我们通过研究看到了花粉的香豆酸含量增加和地层中的汞含量一起增加后，生物很快就灭绝了。”1月6日，刘锋向澎湃科技记者表示，该研究工作为二叠纪末陆地生态系统的灭绝提供了一个解释。之前很多大灭绝机理都只能解释海洋的灭绝事件，但全球紫外线辐射增加不仅可以解释陆地的，也解释海洋的上述现象提供了新的思路。

研究团队运用傅里叶变换红外光谱，对发现自我国西藏南部二叠——三叠纪过渡剖面的1011粒阿里型花粉中的香豆酸和阿魏酸进行了定量测量。他们通过对这些花粉产出的红外光谱的大数据分析，发现在二叠纪末大灭绝期间地层中花粉外壁的香豆酸和阿魏酸含量，明显高于灭绝前后化石花粉中该化合物的含量。这直接证明了二叠纪末期大灭绝期间存在全球紫外线辐射增加的现象。

藏南曲布剖面二叠纪末期黑色页岩。受访者供图

刘锋告诉澎湃科技记者，孢粉的外壁的化学性质非常“懒惰”，一些日本学者认为孢粉的外壁是世界已知最耐腐蚀的有机物。“我们的样品在地层中保存了2.5亿年。”“影响紫外线强度的因素有很多，除了我们文中提到的臭氧空洞，还有纬度、海拔以及太阳周期的影响。地球上赤道附近的紫外线最强，海拔高的地方比如西藏，紫外线很强。我们研究的材料采自藏南，这个地方在2.5亿年前是个很小的海岛，纬度以及海拔都很稳定，和我们研究的花粉‘共生’的还有很多蜗牛和双壳类动物，也能证明这一点。所以，我们发现的紫外线增加的现象，是没有办法用海拔和纬度变化解释的。此外，太阳周期也很难解释，因为我们发现的紫外线强度的变化并不呈现出周期性，和太阳周期相关性可以排除。排除了所有可能的原因，最合理的解释是臭氧层破坏。”

直接证据

刘锋向澎湃科技记者表示，“汞在西藏这种没有工业污染的地方，地层中的含量是非常低的，但我们却在西藏二叠纪末大灭绝的地层中间发现了汞含量很高的层位。巧合的是，我们从这些汞含量很高的地层里获得的花粉外壁的香豆酸的含量也很高。这种来自于不同研究对象，一个是有机，一个是无机，同时出现化学成分的波动，很难用偶然或碰巧进行解释，两者之间必然存在很高的相关性，所以，我们提出，火山活动导致的臭氧层破坏以及紫外线辐射增加是灭绝的一个重要因素。”

臭氧层破坏引起的紫外线辐射增加对陆地食物链的影响。

此前，一些孢粉学家在陆相二叠—三叠纪过渡剖面发现了一些畸形孢子和花粉，推测这些畸形孢子或花粉可能是由西伯利亚大火成岩省喷出的卤族元素造成的全球臭氧层破坏诱发的紫外线辐射增加引起的。但通过对现代植物中产出的畸形孢子和花粉的研究表明，这些畸形花粉和孢子产生的环境背景十分复杂，干旱、空气污染以及植物体的外伤都有可能诱发植物体产生畸形孢子或花粉，所以单凭在陆相二叠—三叠纪过渡剖面发现的少量畸形孢子和花粉并不能直接证明二叠纪末期大灭绝期间存在全球臭氧层空洞引起的紫外线辐射增加。

但刘锋等科学家找到了更直接的证据：他们在该时期花粉粒中检测到异常增多的“防晒霜”物质。

诺丁汉大学的Barry Lomax教授解释说，植物需要阳光来进行光合作用，但也需要保护自己免受紫外线辐射的有害影响。为此，植物在花粉粒的外壁上加载了类似防晒霜的化合物，以保护脆弱的花粉细胞，确保成功繁殖。

香豆酸和阿魏酸等化合物的功能与“防晒霜”十分相似。这些化合物可形成共振稳定的酚自由基，抵抗紫外线引起的氧化作用，从而保护脆弱的孢子和花粉，为陆生植物的繁衍提供了保障。

空气中紫外线辐射量的增加，对整个陆地生态系统具有深远的影响。紫外线不仅对植物的生殖细胞具有很强的杀伤作用，同时也会对植物体叶肉细胞造成破坏。为了抵御紫外线对叶肉细胞的破坏，植物体会在其叶片中大量合成叶黄素、香豆酸和阿魏酸等，相应减少叶绿素的合成，从而导致植物体光合作用的减弱，进而使得植物体对于温室气体吸收能力减弱，进一步加重了二叠纪末期火山喷发引起的全球温室气体增加。另外，叶肉中的叶黄素、香豆酸和阿魏酸等对于食草动物以及昆虫来说，是一种很难消化且营养价值较低的化合物。所以，紫外线辐射的增加间接影响了陆地食物链，可能是导致二叠纪末陆地食草动物以及昆虫大灭绝的主要原因。

花粉化石，来自曲布剖面二叠-三叠系过渡地层。

牛津布鲁克斯大学的Wes Fraser博士评论称：“如此灾难性规模的火山活动，对地球系统的各个方面都会产生影响。从大气成分直接的化学变化，到碳封存率（carbon sequestration rates）的变化，再到动物可摄入营养物质数量的减少。”

更多可能的“凶手”

刘锋表示，全球变暖并不会直接引起紫外线辐射增加。但火山喷发释放的气体中的卤族元素可以破坏大气臭氧层。它和全球变暖可能是同步的过程。二叠纪末期的陆地上的生物大灭绝其实是温室气体增加和紫外线辐射增强相互叠加引起的。以古鉴今，“我们现在的温室气体还是在不断增加，但我们还是要（同时）注意紫外线辐射强度，避免两者叠加起来，否则可能会带来非常大的生态灾难。”

刘锋说，“现在各国政府都在强调碳中和和碳达峰。但我们不能忽视植物的光合作用是全球最大的减碳和固碳过程，而这一过程很容易受到紫外线强度增加的抑制。蒙特利尔协定被执行后，各国开始减少使用氟利昂等卤族元素制冷剂，目前观测到南极洲上空的臭氧层空洞正在被修复。但我们其实不确定这个空洞是不是由于我们环保的活动而修复的或是其它环境因素修复的。我们也不确定这个修复过程是不是稳定的。”

此外，科学家还曾提出多种关于二叠纪末生物大灭绝事件的解释，比如小行星撞击地球、海底可燃冰的快速分解等。

据科技日报2018年4月13日报道，中国科学技术大学肖益林教授团队和沈延安教授团队研究认为，迅速增强的大陆风化作用导致海水组成的变化，是二叠纪末生物大灭绝事件的重要环境因素。

华南二叠纪大灭绝期间富铜沉积形成过程示意图。

据中国科学院官网消息，科学家研究发现二叠纪末生物大灭绝新“凶手”。2021年11月17日，在线发表在《科学进展》（Science Advances）上一篇论文显示，中国科学院南京地质古生物研究所、南京大学等国内外单位组成的研究团队发现，华南周缘大规模酸性火山喷发是二叠纪末生物大灭绝的重要诱因之一，而曾经认为的西伯利亚大规模基性火山喷发并非二叠纪末生物大灭绝的唯一推手。根据地层中铜元素等的丰度和分布范围，研究推测华南周缘的火山活动最少释放超过19亿吨的铜和几十亿吨的二氧化硫，这种爆发通量是现代火山活动二氧化硫年通量的10-200倍。酸性火山喷发释放的大量富硫气溶胶穿透对流层后滞留于平流层导致全球千年尺度的“火山冬天”，这种快速降温与随后的快速升温可能比火山作用导致的长期逐渐升温对生物的影响更致命。结合我国东部地区、昆仑山脉、金沙江流域、澳大利亚东部、南美洲西部等地区二叠纪-三叠纪之交广泛存在的大规模二叠纪-三叠纪之交酸性火山喷发记录，证明特提斯洋中和泛大陆周边的大陆岩浆弧酸性火山喷发导致的环境灾难远超以往的认识，或是2.52亿年前这次最大的生物灭绝事件的主要“凶手”之一。

据澎湃新闻此前报道，2022年7月2日，中国科学院南京地质古生物研究所研究人员在学术期刊《科学进展》(Science Advances)发表论文，首次提出，在三叠纪末的陆地生物大灭绝事件中，具有保温功能的羽毛和早已适应极地寒冷的气候，是恐龙躲过三叠纪末“火山冬天”，并迅速占据侏罗纪生态主位的主要原因。​​​​

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