五大灭绝开山之作：悄无声息的世界末日

　　五大灭绝开山之作：悄无声息的世界末日。史前的五次生物大灭绝，无疑就是世界末日，科学家认为，生物灭绝不是单纯的行星撞地球或是气候变化就可以造成的，而是多种原因附加，这种灾难是一点点侵蚀，最后发生质的变化，致使生物集体死亡。

　　世界末日是什么样子

　　是一颗小行星飞速撞向地面，整个天空被火光笼罩，恐龙在哀嚎声中死于高温?还是西伯利亚的火山岩浆像潮水一样涌出地表，各种动物四处逃散却逃不过追赶?是撞击或喷发之后漫天尘埃遮天蔽日带来了严寒、阻止了光合作用?又或者是大量温室气体造成的高温继续杀死生灵……

　　这些可能是我们最熟悉的末日场景——不但因为在影视作品中多有现身，更因为那是我们祖先的真实经历。几十亿年的生命史经历了数次末日，虽然每一次都有生命顽强存活了下来，但每一次也都永远改变了地球生物圈的面貌。今天，我们称之为“大灭绝”。

　　但是，还有另一种悄无声息的末日。这种末日，没有点燃整个天空的天体撞击，没有覆盖整片大地的岩浆肆虐，没有任何能进入电影的场景——可是它依然足以杀死大部分生命。比如，氧气含量的改变。

　　奥陶纪末期的生物大灭绝

　　自从最早的细菌在38亿年前诞生以来，地球上生命的演化历程并非一帆风顺，突然的生物灭绝与生命“大爆发”交替出现。自复杂生命诞生以来，历史上的大规模灭绝事件有五起，今天的故事主角是第一起。

　　4.5亿年前，奥陶纪末期。此时的地球气候温暖，最早的陆生植物可能刚刚来到陆地开拓疆域，而广阔的海洋早已生机盎然，尤其是浅海地区。但无论是珊瑚、笔石、三叶虫还是鹦鹉螺，都无法预见到即将来临的灾难——在仅仅 400万年的时间里，两次灭绝高峰相继出现，85%的物种灭绝。在4.88至4.13亿年前的奥陶纪和志留纪时期，多起灭绝事件先后出现，但奥陶纪末的大灭绝无疑是这一系列事件中最为惨烈的一起，也让它稳居五大灭绝之一。

　　然而，这场灭绝却进行得悄无声息。人们找不到大规模火山喷发的痕迹，找不到相吻合的小行星撞击，没有好莱坞式灾难可怪罪。那么，凶手是谁呢?

　　氧气下的安静死亡

　　目前较主流的观点认为，奥陶纪末灭绝二连击的第一波是板块运动所致，而第二波的元凶，正是氧气。

　　板块一直在漂移，在奥陶纪晚期，一块大陆漂到了南极，上面当然也就逐渐积累起厚厚的冰。但是和海冰不同，陆冰并不会排开海水，因此陆冰积累的结果是海平面下降——不是一般的下降，而是足足140米的下降。

　　不要小看这个数字。哪怕是最清澈的海水，阳光也无法照射到200米以下，这意味着绝大部分海洋生物生活在不到200米的浅海里，其中又有一大部分生活在浅海海底——毕竟对很多生物而言，有海底依托要比在水中不可控地四处乱飘方便得多。而面对如此剧烈的下降，意味着绝大多数浅海海底都暴露出了水面，后果可想而知。

　　但这只是第一波而已。第一波灭绝后有一段短暂的虚假繁荣：全球气候暂时变冷，洋流改变，海水流动性变强，与大气的交流更频繁，也携带了更多的氧气。从干涸中幸存的生物，正在享受难得的富氧喘息——这时第二波到来了。全球气候迅速转暖，海水静止下来变得缺氧，很多刚从第一波灭绝中侥幸逃生的海洋生物再次面临第二波的灭顶之灾。

　　与其余数次大灭绝事件类似，奥陶纪大灭绝的全部原因尚未水落石出。这个故事里就还有一个大疑点：虽然海水缺氧可以杀死一部分海洋生物，但毕竟还有很多生物生活在很浅的海域，通过与大气的氧气交换，这里并不缺乏氧气，那么这些生物是怎么被杀死的?有可能是氧气刽子手还有别的同谋。

　　帮凶：缺氧引发的重金属上升

　　如果一件命案陷入了僵局，怎么办?看看其他的案子，特别是作案手法相同的那些。某一起案子没有留下的证据，或许在别的案子里有所残迹。

　　这一点研究者当然熟悉，因此，第一项研究聚焦的是奥陶纪与志留纪一系列生物灭绝事件中的最后篇章——普里道利统事件。它只是一场相对小规模的灭绝事件，发生在4.2亿年前，同样使得珊瑚、笔石和牙形石等海洋物种遭到波及;但在这起灾难中，受到影响的还有一种叫做几丁虫的化石。破案关键就隐藏在这个额外的受害者中。

　　人们甚至不清楚这种只有0.1~0.5毫米长的有机质化石究竟是什么，可以确定的是它们是某种浮游动物的卵。但在对几丁虫的观察过程中，研究人员发现这些浮游生物的畸形率骤升至正常情况的100倍，而且畸形率增长的时间点与灭绝事件高度吻合。对几丁虫以及这些化石所依存的岩石样品中铁、铜、砷、铝、铅、钡、钼、锰等金属元素的含量分别进行精确测量，在畸形率突增的阶段，几丁虫和沉积岩中多种金属含量都有显著增长，造成大量畸变的罪因已经被找到。

　　但这些金属从何而来?其实金属一直都在。海洋刚刚诞生的时代，曾经充满了各种可溶的低价金属离子;但是数十亿年前光合作用生物的兴起，令海洋中增加了一个新成分：氧气。氧气和还原性低价金属是不共戴天的，经历几亿年的化学反应，铁、锰和几乎所有其他重金属离子都变成了不溶的氢氧化物沉淀下去，封印在海底。今天的海洋生命，都是拜大氧化事件所赐。

　　可是，这些金属毕竟没有消失，始终潜伏在海底。有一种情况可以打开封印，使得这些金属重新得以释放：那就是缺氧，能令数十亿年之前的化学条件重回海洋。

　　也许我们永远无法与这些远古生物会面，但这并不妨碍我们了解它们的诞生与灭亡。无论是出于为人类将来可能遇到的环境问题提供启示的目的，还是单纯为了离地球历史更近、离已经逝去的古生物更近，科学家从埋藏的地质宝藏中获取新讯息的步伐一直在向前走。