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中國科學技術大學地球和空間科學學院沈延安教授團隊在研究全球寒武紀三葉蟲滅絕事件方面取得新進展，系統測定了我國華南典型剖面的有機碳和無機碳同位素組成，揭示了寒武紀海洋與現代海洋化學結構和組成的不同。研究結果顯示，晚寒武世海洋的缺氧是造成全球三葉蟲滅絕的重要因素。相關研究成果在線發表在2018年6月出版的國際權威地球科學期刊 《地質學》（Geology）上。

距今約4.97億年的晚寒武世發生了一次全球規模的碳同位素正偏移事件（SPICE事件），具體體現在碳同位素偏移的幅度達6‰，持續了2-4百萬年。伴隨著這次碳同位素化學事件，全球海洋發生了一次顯著的三葉蟲滅絕事件（圖1）。過去三十年來，對晚寒武世海洋環境以及海洋化學結構和組成的變化是否與三葉蟲的消亡存在因果關系一直存在較大的爭論。沈延安團隊采用了新的研究思路，他們對寒武紀海洋淺水和深水沉積物分別進行了高精度的碳同位素測試。研究選擇了華南典型的淺水剖面-瓦爾崗剖面以及典型的深水剖面-碓邊剖面，其中碓邊剖面保存了三葉蟲演化的完美記錄，是全球寒武紀江山階的“金釘子”剖面。研究發現淺水與深水剖面的無機碳同位素組成差值達2.3‰，同時發現在SPICE事件過程中，碳同位素的分餾值升高了2‰（圖2）。

（圖1：在SPICE事件中滅絕的三葉蟲）

（圖2：瓦爾崗、碓邊A、碓邊B剖面的碳同位素組成）

沈延安介紹說：“前人的碳同位素研究主要集中于化學-生物事件的全球對比，而我們揭示了碳同位素時空變化的“二維”特征，有力證明了晚寒武世海洋與現代大洋化學結構的顯著差異。研究結果表明，驅動碳同位素時空變化的機制是晚寒武世海洋的深部缺氧以及大量有機質的快速埋藏，而大規模的海洋缺氧直接導致了全球海洋中三葉蟲的滅絕”。

論文的第一作者是沈延安團隊的李丹丹博士。沈延安團隊近年來與Syracuse University陸尊禮教授團隊以及Harvard University Ann Pearson教授團隊合作，在古氣候研究方面取得了突破性的進展，研究工作近期分別在線發表于Science、Nature Geoscience上。以上研究工作得到基金委創新研究群體、科技部973項目、基金委重點項目、高等學校學科創新引智計劃以及教育部基本科研業務費等項目的資助。

論文鏈接：

https://pubs.geoscienceworld.org/gsa/geology/article-abstract/532092/

http://science.sciencemag.org/content/early/2018/05/30/science.aar5372

http://www.nature.com/articles/s41561-018-0141-5

發表于2018年06月25日中國科學技術大學新聞網  

（地球和空間科學學院、科研部）