最近的一项研究表明，2.5亿年前的泛大陆聚合引起了地球多圈层耦合变化以及地球表层环境的恶化，进而导致了古、中生代之交的生物大灭绝事件。

这篇名为“古、中生代之交生物大灭绝与泛大陆聚合”的研究论文发表于《中国科学：地球科学》2013年第10期，从圈层耦合的角度探讨了泛大陆聚合与生物大灭绝的关系，由中国地质大学（武汉）生物地质与环境地质国家重点实验室殷鸿福院士和宋海军博士撰写。

二叠纪末至三叠纪最初期（约2.5亿年前），全球发生显生宙最大的生物灭绝事件, 近95％的物种消失。这次事件破坏了海洋和陆地的生态系结构, 同时造成了陆地上的煤缺失、海洋中的礁缺失和硅缺失。是什么原因导致如此规模的生物灭绝事件呢？对其成因与机理的探索已成为国际范围内该领域研究中的一个热点。

该研究表明，泛大陆聚合引起的地球多圈层耦合的剧烈全球变化与生物大灭绝关系紧密。泛大陆 (Pangaea) 约于二叠纪初形成，全盛时期是在晚二叠世至早三叠世。泛大陆意味着全球分散的大陆岩石圈汇聚为一，面积约近两亿平方公里。这样大的整体大陆岩石圈，其平均厚度显著大于分散陆块的平均厚度。根据均衡原理，大陆岩石圈愈厚，则其高出均衡面的部分愈大。与泛大陆相对应，当时全球海水汇聚为泛大洋 (Panthalassa)，应远较现代海洋更深。泛大陆与泛大洋的全盛时期，就是这样一个高山深盆时期，它必然造成全球性的大海退并影响地球表层系统，特别是气候。

泛大陆时期火山活动非常活跃，如西伯利亚的通古斯暗色岩、峨眉山玄武岩以及华南二叠-三叠纪之交的火山活动。这种全球规模的火山活动由地幔柱及板块汇聚引起，可能与泛大陆的聚合有关。峨眉山玄武岩、西伯利亚暗色岩与中二叠世末和二叠纪-三叠纪之交两次灭绝的时间耦合，它们之间有因果关系。火山爆发对生物灭绝的效应包括: 火山排入大气中过量的二氧化碳、甲烷、二氧化氮、氰化物等，产生温室效应，有毒气体的污染效应，破坏平流层的臭氧，导致紫外线辐射增强。

CO₂浓度升高导致全球增温和缺氧事件、C循环异常；海洋的物理化学异常(海水酸化，表层硫化事件，低硫酸盐浓度，有机氮同位素异常)使海洋生物或者由于对缺氧和酸化的不适应而选择性灭绝，或者由于高碳酸血症而死亡；大陆干旱化及纬度风系取代季风气候, 导致植被消亡，等等。

综上，二叠纪-三叠纪之交的全球变化和生物大灭绝是地球各圈层相互作用的结果。地壳活动、大气圈、水圈、沉积圈和生物圈 (包括各类生物自身演化的因素) 相互作用，从渐变到突变，集中爆发于2.5亿年前。圈层耦合关系是地球系统科学的重大问题，值得深入探讨。从地球内部圈层到地球表层系统，再到生物演化，这一过程在时间上有延后性，在因果关系上有许多不确定性，还处于假说阶段，需要更多的科学证据。

古、中生代之交的圈层耦合、全球变化与生物灭绝关系图

研究得到了国家重点基础研究发展计划 (编号: 2011CB808800)和国家自然科学基金项目 (批准号: 40621002，40830212，40921062)的支持。

来源论文：

殷鸿福,宋海军.古、中生代之交生物大灭绝与泛大陆聚合.中国科学：地球科学,2013,43(10):1539-1552.

Yin H F, Song H J. Mass extinction and Pangea integration duringthe Paleozoic-Mesozoic transition. SCIENCE CHINA Earth Sciences, 2013, 56: 1791-1803.

论文链接：http://earth.scichina.com:8080/sciD/CN/Y2013/V43/I10/1539