一切看似末日的 终将被证明只是过程（末日不止是假说）

Halloween is around the corner！提起万圣节，你会想到什么？是小孩子们“不给糖就捣乱”的问候语，还是奇趣的南瓜灯？抑或是为万圣节精心准备的服饰和妆容？

其中，一定少不了的印象当属在夜色中行走的骷髅、成群结队的僵尸、四处出没的怪物和鬼魂……让人顿生“末日”之感。 “末日”一词早在3000多年前就已经产生，在历史上曾出现不少于80个关于“末日论”的版本，但随即都被证实为虚假传言。

“末日”的概念最初源于宗教教义，然而，在宗教产生之前，火山末日早已在地球上反复上演。无数生命的脉搏在火山灰下由鲜活的跳动变成永恒的静止，多少灿烂的文明在炽热的岩浆下消失殆尽。今天，就让我们拂去历史的尘埃，回眸生命交替的轮回，解开火山大爆发与生物大灭绝之间的秘密。

（一）五次生物大绝灭事件

寒武纪生命大爆发以来的近5 亿年中，地球上先后出现过五次毁灭性的生物灭绝事件，导致大规模生物物种的消失，在地质上通常称为“大灭绝”（Mass extinction event）。

五次大灭绝分别发生在奥陶纪末、泥盆纪末、二叠纪末、三叠纪末和白垩纪末，毁灭物种平均超过40%，高的达80% 以上的物种被彻底毁灭。在这期间，也发生过规模较小的生物灭绝事件80 余次，毁灭物种平均在10% 〜15%，一般局限在更小一级的地理单元，为便于分析，这里分别称为一级、二级……灭绝事件。

这些级别不一的毁灭性灾害事件序列，塑造并记录了地球生命演化的轨迹。犹如西方早期博物学家对“上帝创造了万物，为何又把它们彻底地毁灭”的沉思和对问题的执着追求一样，什么原因导致地球生物大灭绝，也就成为地球科学和生命演化领域的一个核心问题。

1. 奥陶纪末大灭绝：

这是地球发生的第一次生物大灭绝事件。大规模的火山喷发在地球平流层中形成硫酸盐气溶胶， 硫酸盐气溶胶具有浓度高、低反射性特征，导致全球性降温。这一快速的气候变化引发了海洋生物大规模灭绝，接近80%的海洋生物在奥陶纪末消失，主要有三叶虫、直角石、腕足类、笔石、海百合等（图1.A.D.G）。

2. 泥盆纪末大灭绝：

泥盆纪生物物种开始分化，具有水、陆两栖的特点，被称为“鱼类的时代”。以西伯利亚大陆性溢流玄武岩为代表，3.72 亿年前全球性的地幔柱火山喷发形成的大规模的熔岩流和喷发气体促发了泥盆纪末大灭绝，海洋生物被重创，泥盆纪丰富的珊瑚礁生态系统被毁灭，大量海绵、腕足类和无颌纲动物遭毁灭，海蝎和盾皮鱼彻底灭绝（图1.B.C）。大灭绝的最晚期是弗拉斯—法门期(Frasnian— Famennian) 全球性生物绝灭事件( 简称F—F 事件)，约80% 的地球生物被毁灭。

3. 二叠纪末大灭绝：

灭绝事件出现在2.5 亿年前，是地球历史上最大规模的大灭绝，持续6 万年之久。由最大规模的西伯利亚暗色岩（Siberian Traps）喷发引起，喷出的岩浆覆盖面积达700 万平方千米，大量温室气体喷发到大气当中，给地球环境带来大浩劫。这一喷发也导致大规模的酸雨， 90% 的海洋物种如海百合、三叶虫、四射珊瑚等灭绝（图1.D.F.G），75% 的陆地生物被彻底毁灭。

4. 三叠纪末大灭绝：

在五次大灭绝中规模最小的一次， 仅有20% 的海洋和陆地生物被毁灭，大部分物种延续到侏罗纪和白垩纪。

图1 灭绝的海洋动物化石

A.早奥陶世笔石（湖北宜昌）；B. 志留纪板足鲎（海蝎）（湖南龙山）；C. 早泥盆世盾皮鱼（云南）；D. 晚三叠世海百合（贵州关岭）； E. 早侏罗世菊石（西藏隆子）；F. 早泥盆世四射珊瑚（云南昭通）；G. 晚寒武世三叶虫（山东临沂）

5. 白垩纪末大灭绝：

最著名的大灭绝事件，通常被称作“KT 事件”。由印度德干高原大规模玄武岩溢流喷发和陨石撞击墨西哥湾的犹加敦半岛的共同影响，大量的灰尘和火山气体笼罩地球表层数年之久，引起全球性气候的剧烈变化。超过70% 的海洋生物和15% 的陆地生物被彻底毁灭。实际上，超过一半的陆地动物灭亡，几乎所有的恐龙在这次大灭绝中丧生（图2）。起源于恐龙的现代鸟类是动物中为数不多的幸存者之一。海洋生物中的菊石、箭石和大型的蛇颈龙等爬行类也被彻底毁灭。

图2 白垩纪末灭绝的恐龙化石

A.中国出土的第一具较完整的恐龙骨架化石（苏联地质学家发掘于黑龙江嘉荫县，现藏于圣彼得堡博物馆）

B. 中国科学家发掘的第一具较完整的恐龙骨架化石（杨钟健组织发掘于山东莱阳）

（二）大灭绝事件的成因

全球性的大灭绝事件的成因，长期存在争议。有的认为全球性大灭绝事件与大规模火山爆发引起的全球性气候变化有关，有的倾向于行星撞击，也有研究认为大灭绝是由火山喷发和行星撞击共同引起。随着研究的不断深入，可利用的生物化石、大灭绝、行星撞击事件和大规模火山喷发的数据库逐渐建立起来，特别是地球化学、测年技术和大数据技术的快速进步，使这一问题逐渐得到解决。

大量的数据对比表明，奥陶纪末、泥盆纪末、二叠纪末、三叠纪末四次大灭绝与地球上大规模火山喷发、全球性气候变化、海平面升降具有明显的一致性。而且古火山喷发和五次小规模的二级生物灭绝事件也有一致规律。大规模火山爆发的时间和全球性生物大灭绝、大洋缺氧事件表现出很好的相关性（图3）。

图3 塞普科斯基海洋无脊椎动物多样性、生物大灭绝、全球环境变化和大规模火山爆发关系图（据Servais等，2010；Bond等，2017）

此外，结果也显示火山喷发规模和大灭绝的物种灭绝量也有一定的关联，二叠纪末和白垩纪末全球性地幔柱大规模大陆溢流喷发分别对应了两次最大规模的生物灭绝事件。除了导致白垩纪末恐龙大灭绝的大规模火山喷发和墨西哥犹加敦希克苏鲁伯陨石撞击事件表现出同步性外，其他主要的行星撞击事件和大规模火山喷发之间不具有直接联系， 这揭示了大规模火山喷发并不是由行星撞击触发的。

地球化学最新研究表明，记录大灭绝的地层剖面中，汞元素的异常高富集已经成为源于地球大规模火山爆发导致的大灭绝的标志，铱的高富集通常指示源于地外行星撞击。奥陶纪末和二叠纪末记录大灭绝的沉积岩样品中汞元素的异常富集，这一特征与同时代的地幔柱火山喷发形成的大规模的熔岩流有关，为大规模火山喷发导致全球性生物大灭绝提供了新的证据。显生宙大规模火山喷发与五次大灭绝的对应关系，表明火山末日周期性重现及其对地球环境的长期影响在全球性生物大灭绝中起着主导作用。

结语：

火山末日对生命和人类文明是致命的。然而，火山在毁灭的同时，也开启新生。7.5 亿年前，地球从“雪球”事件走来， 火山喷发使海洋再次富集Ca、Mg、Si、P 元素，使藻类繁盛，开启生命之源。从地史更长的时间尺度上，火山大爆发是生物系统演化的催化剂，大灭绝犹如确保演化持续的发动机。在生物爆发- 平衡- 毁灭- 新生的选择性演进中推动生命系统向更高阶段发展。

“KT事件”中，“KT”指的具体是什么？

A. 速度单位, 是英文knots的缩写, 中文译为 “节”，常用于航海、航空等领域。

B. 介于白垩纪（希腊文Kreta，是 “白垩纪” 的意思，简写为K）与紧临较年轻的第三纪（Tertiary Period简写为T） 间发生的，大规模的灭绝事件。

C. 韩国电信公司，英文Korea Telecom 的缩写。

D. 韩国知名电子竞技俱乐部，KT Rolster的简称。

文选自《城市与减灾》杂志2018年第5期《火山末日》