晚泥盆世磷記錄的地理分布。海洋記錄(B–E)與Heintzbjerg研究點(A)相關，顯示為紅星。海洋記錄包括:(B)德國施泰因布呂赫·施密特；波蘭科瓦拉；(D)法國庫米亞克；和(E)美國愛荷華州H-32核心。橙色三角形表示的是Viluy大火成岩省(LIP)。鳴謝:uux.cn/通信地球與環境(2023)。DOI: 10.1038/s43247-023-01087-8
（神秘的地球uux.cn）據印第安納大學：地球的泥盆紀——發生在3.7億年前——見證了第一批種子植物的出現，這些種子植物以大型森林的形式遍布岡瓦納大陸和勞魯西亞大陸。
然而，這個時代即將結束時的一次大滅絕事件長期以來一直是爭論的主題。一些科學家認為，泥盆紀晚期的大滅絕是由大規模火山爆發引起的，導致了全球變冷。其他人認為是陸地植物的擴張導致的大規模缺氧事件造成的。
IUPUI大學的研究人員最近在《通訊·地球與環境》雜誌上發表的一項研究假設這兩個因素都起了作用，並引起了人們對地球今天麵臨的環境臨界點的關注。
這項研究由IUPUI大學科學學院的Gabriel Filippelli和William Gilhooly III共同完成。主要作者是馬修·斯馬特(Matthew Smart)，他是美國海軍學院的海洋學助理教授，在這項研究期間，他是菲利普利實驗室的研究生。
這項工作首次將兩種相互競爭的晚泥盆世滅絕理論統一到一個全麵的因果場景中。基本上，該小組得出結論，這兩個事件——大規模火山活動和陸地植物將多餘的營養物質衝入海洋導致的缺氧——都是大滅絕發生的必要條件。
“解決這個難題的關鍵是識別和整合我們使用複雜的全球模型確定的地球化學信號的時間和幅度，”Filippelli說。“這項建模工作揭示了我們根據地球化學記錄看到的營養事件的規模可能會推動重大的海洋滅絕事件，但事件的持續時間需要兩個因素——樹根進化和火山作用——來維持對生物有毒的海洋條件。”
在沉積學、古生物學、地球化學、生物地球化學和數學建模專家的幫助下，該小組深入挖掘，對分布在不同大陸的數百個樣本進行了地球化學分析。這些包括來自東格陵蘭島的樣品，這裏是地球上一些最古老的岩石樣品的所在地。
“這個過程是高度跨學科的，”吉爾胡利說。“這種綜合的專業知識創造了一種嚴格的方法來收集樣本，在時間上關聯序列，獲取化學數據，並使用地球化學模型來測試關於生物——植物——和化學——火山——驅動的大滅絕觸發因素的相對影響的工作假說。我們的分析表明，這些影響要比非此即彼的情況複雜得多。”
Filippelli和Gilhooly說，這項研究的結論給了研究人員很多思考。在泥盆紀，陸地上新的生物成果對海洋生物產生了負麵影響。吉爾胡利指出，如今，化肥徑流排入海洋等活動，加上化石燃料燃燒產生的熱量，正在降低海洋的含氧量。他說，在泥盆紀晚期，這種類似情況的先前結果產生了災難性的後果。
“縱觀地球曆史，有一係列的生物創新和地質事件徹底改變了海洋和陸地的生物多樣性和環境條件，”吉爾胡利說。
“在泥盆紀，一種新的陸地生物策略對海洋生物產生了負麵影響。當放在由人類活動驅動的現代全球和氣候變化的背景下，這是一個發人深省的觀察。我們可以從地球曆史中學到很多東西，這可以幫助我們思考避免未來臨界點的戰略和行動。”