晚古生代大冰期發(fā)生了顯生宙以來(lái)持續(xù)時(shí)間最長(zhǎng)、規(guī)模最大的成冰事件。究竟是什么原因?qū)е铝诉@一時(shí)期全球古海洋、古氣候、古生態(tài)發(fā)生顯著變化?或許種子植物的輻射可以給出解釋。科技日?qǐng)?bào)記者5月12日從中國(guó)科學(xué)院(以下簡(jiǎn)稱(chēng)中科院)南京地質(zhì)古生物研究所獲悉，該所一項(xiàng)針對(duì)石炭紀(jì)杜內(nèi)期的古海洋環(huán)境變化及其與種子植物的演化關(guān)系研究表明，種子植物大規(guī)模繁盛是導(dǎo)致地球晚古生代大冰期的直接原因。該成果已發(fā)表在國(guó)際地學(xué)知名期刊《地球與行星科學(xué)通訊》。

晚古生代冰期是顯生宙以來(lái)持續(xù)時(shí)間最長(zhǎng)、規(guī)模最大的成冰事件。從石炭紀(jì)最早期(距今3.55億年左右)全球氣候急劇變冷并伴隨顯著的碳循環(huán)波動(dòng)，這也是晚古生代全球氣候由“溫室”到“冰室”轉(zhuǎn)換的冰期正式開(kāi)始的重要標(biāo)志性事件。

一直以來(lái)，維管植物特別是種子植物的登陸和大規(guī)模繁盛被認(rèn)為是觸發(fā)全球變冷和晚古生代冰期成冰事件的重要原因之一，但長(zhǎng)期缺乏證據(jù)揭示它們之間的直接因果聯(lián)系。

此次，中科院南京地質(zhì)古生物所陳波、陳吉濤、郄文昆、黃璞等人與國(guó)內(nèi)外同行進(jìn)行了合作研究。他們對(duì)華南和越南等地5條早石炭亞紀(jì)剖面開(kāi)展詳細(xì)的碳、鍶、氧同位素分析，同時(shí)系統(tǒng)地梳理了晚泥盆世—早石炭亞紀(jì)早期全球種子植物屬一級(jí)多樣性及其地理分布變化。

研究發(fā)現(xiàn)，海水的鍶同位素比值在杜內(nèi)期中期開(kāi)始下降，并伴隨著碳酸鹽碳同位素值和牙形刺氧同位素值的增加。這三個(gè)同位素體系的耦合變化正對(duì)應(yīng)于種子植物早期演化階段中最重要的一次輻射事件。此次事件中，種子植物以多樣性的快速增加和分布范圍的顯著擴(kuò)張為特征。

陳波副研究員認(rèn)為：“種子植物在這一時(shí)期加速擴(kuò)張，使得磷等陸源營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)輸入到海洋，從而促進(jìn)全球海洋生產(chǎn)力提升和有機(jī)碳埋藏。而硅酸鹽風(fēng)化和有機(jī)碳的埋藏會(huì)大量地消耗大氣中的二氧化碳，最終導(dǎo)致氣候的變冷。”

該項(xiàng)研究系統(tǒng)地揭示出陸地生態(tài)系統(tǒng)演變通過(guò)影響地表生物地球化學(xué)循環(huán)而最終導(dǎo)致全球氣候變化的全過(guò)程，研究結(jié)果對(duì)進(jìn)一步理解陸地生態(tài)系統(tǒng)的興起，及其在塑造全球氣候中所扮演的角色有重要意義。

關(guān)鍵詞： 地球 種子植物 幕后推手 海洋