九州大学研究生院理学研究院的富松由希助教、佐藤峰南助教、尾上哲治教授、日本海洋研究开发机构（JAMSTEC）的野崎达生组长代理、东京大学研究生院工学系研究科的高谷雄太郎副教授等人组成的研究团队，与神户大学和早稻田大学合作，阐明了大规模火山活动引发卡尼期洪积事件，以及该时期环境变化与海洋生物灭绝之间的联系。这一结果是通过使用日本海洋研究开发机构设置在日本5个地区的多接收器电感耦合等离子体质谱仪分析卡尼期沉积地层后获得的。有关研究成果已发表在9月28日的《Scientific Reports》上。
图1 本次研究阐明的三叠纪卡尼期火山活动、海洋缺氧、卡尼期洪积事件与牙形石灭绝之间的年代关系（供图：九州大学富松由希助教）
距今约2亿5190万年～2亿130万年前的三叠纪，气候总体高温干燥。但在三叠纪中细分出的卡尼期，曾经出现过被称为“卡尼期洪积事件”的持续约200万年的长降雨时期。最近的研究指出，其原因可能是导致形成现北美西北部的朗格利亚洪流玄武岩和分布在日本、俄罗斯等地的玄武岩的火山活动。
此次研究团队为了阐明卡尼期洪积事件的原因和给海洋生物带来的影响，以日本的5个地区（大分县佐伯市、京都府南丹市、岐阜县山县市、岩手县下闭伊郡、岐阜县坂祝町）的卡尼期沉积地层为对象，分析了当时在潘萨拉萨海的深海海底沉积的黑硅石（以二氧化硅为主要成分的坚硬致密硅质沉积岩）。
利用多接收器电感耦合等离子体质谱仪的分析结果表明，地球内部地幔物质特有的低锇同位素比值在所有地区的卡尼期早期黑硅石中均被检测到。这表明大规模火山活动释放了大量锇并进入了海洋。
研究人员在所有的研究地区都发现了火山活动的痕迹，当时的潘萨拉萨海的巨大地幔柱等产生了大量岩浆，所引起的大规模火山活动形成了火成岩在广阔范围内分布的大型火成岩区域。
此外在研究地区的地层中，通过调查在贫氧～无氧环境中容易在沉积物中浓缩的钒和铀等元素浓度的变化，研究人员确认了火山活动末期深海海底缺氧的事实。这种海洋缺氧的情况有可能扩散到当时海洋的浅海区域。
另外，黑硅石中产出的化石表明，在这段缺氧的时期，牙形石（自寒武纪起繁衍了约3亿年的原始脊椎动物）的多样性显著下降，生活在卡尼期早期的几乎所有物种都灭绝了。
这些结果表明，大规模火山活动末期带来的海洋缺氧可能导致了包括牙形石在内的海洋生物灭绝。
富松助教表示：“通过此次的研究成果，我们从日本多地分布的卡尼期地层中得到了大规模火山活动、海洋缺氧和生物灭绝等的共同证据。但是，海洋缺氧的原因尚不清楚，还发现有一些生物没有受到其影响而幸存了下来，并且多样性还有所增加。今后我们将继续研究这些问题，希望能揭开成为地球上生命大转机的卡尼期洪积事件的全貌。”
原文：《科学新闻》
翻译：JST客观日本编辑部
【论文信息】
杂志：Scientific Reports（2023 年 9 ⽉ 28 ⽇版）
论文：Pelagic responses to oceanic anoxia during the Carnian Pluvial Episode (Late Triassic) in Panthalassa Ocean
URL：www.nature.com/articles/s41598-023-43525-9
