在Ust Ilimsk镇附近的采石场，一大块从西伯利亚洪水玄武岩中风化出来的煤炭。信贷:斯科特傻笑
由亚利桑那州立大学地球与空间探索学院林迪·埃尔金斯-坦顿教授领导的一组研究人员首次提供了西伯利亚大规模燃煤是地球上最严重的二叠纪-三叠纪灭绝事件的原因的直接证据。他们的研究结果最近发表在《地质学》杂志上。
安加拉河上300多英尺高的悬崖，完全由火山碎屑构成。信贷:斯科特傻笑
在这项研究中，由埃尔金斯-坦顿领导的国际研究小组重点研究了西伯利亚地盾(俄罗斯的一个火山岩地区)爆裂性火山爆发所产生的火山碎屑岩。形成这些火山圈闭的大规模喷发事件是过去5亿年里已知的最大的火山事件之一。火山喷发持续了大约200万年，跨越了二叠纪和三叠纪的边界。如今，该地区约有300万平方英里的玄武岩。
这是研究人员寻求了解二叠纪-三叠纪灭绝事件的理想场所，该事件大约在2.52亿年前影响了地球上的所有生命。在这一事件中，高达96%的海洋物种和70%的陆生脊椎动物物种灭绝。
海水温度的计算表明，在大灭绝的高峰期，地球经历了致命的全球变暖，赤道海洋温度超过104华氏度。生态系统重建和物种恢复花了数百万年的时间。
西伯利亚洪水玄武岩火山岩中的煤和木炭块(A&B)。在西伯利亚北部，煤有时会被熔岩的热量液化，并像牙膏一样挤压到裂缝中，使熔岩凝固(C)。在西伯利亚北部和南部，研究小组都发现熔岩中充满了烘烤过的碳氢化合物，就像蛋糕里的葡萄干(D)
这次灭绝事件的可能原因之一，也是最长期的假设之一，是大规模燃烧煤炭导致灾难性的全球变暖，这反过来又对生命造成了毁灭性的影响。为了寻找支持这一假设的证据，埃尔金斯-坦顿和她的团队开始研究西伯利亚地盾地区，在那里，人们知道火山活动产生的岩浆和熔岩燃烧了植被和煤。
虽然该地区的火山碎屑样本最初很难找到，但该团队最终发现了一篇描述安加拉河附近露头的科学论文。
“我们发现高耸的河崖上只有火山碎屑，沿河绵延数百英里。这在地质上令人震惊，”埃尔金斯-坦顿说。
在六年多的时间里，该团队多次回到西伯利亚进行实地工作。他们飞到遥远的城镇，被遗弃了乘坐直升机沿着河流漂流，收集岩石，或者徒步穿越森林。他们最终收集了超过1000磅的样本，并与来自8个不同国家的30名科学家分享。
来自西伯利亚的柱状玄武岩泛滥在火山碎屑岩省南部安加拉河的一个岛上。从左到右:斯科特·辛珀、林迪·埃尔金斯-坦顿、山姆·鲍林、塞斯·伯吉斯和本·布莱克。信贷:斯科特傻笑
随着对样本的分析，研究小组开始在火山碎屑中发现奇怪的碎片，这些碎片似乎是燃烧的木头，在某些情况下，是燃烧的煤炭。进一步的野外工作发现了更多的木炭、煤，甚至岩石中有一些黏稠的富含有机物的斑点。
埃尔金斯-坦顿随后与加拿大地质调查局的同事兼合著者史蒂夫·格拉斯比合作，格拉斯比此前在加拿大的一个北极岛屿上发现了微小的煤炭燃烧残留物。这些化石可以追溯到二叠纪末期，人们认为它们是随着西伯利亚的煤炭燃烧从西伯利亚飘到加拿大的。格拉斯比发现，埃尔金斯-坦顿采集的西伯利亚地盾样品也有同样的证据表明，那里曾燃烧过煤。
埃尔金斯-坦顿说:“我们的研究表明，西伯利亚圈闭岩浆侵入并吸收了煤和有机物质。”“这给了我们直接的证据，表明岩浆在喷发时也燃烧了大量的煤和有机物。”
二叠纪末大灭绝的变化与今天地球上发生的变化有着惊人的相似之处，包括燃烧碳氢化合物和煤炭，硫产生的酸雨，甚至破坏臭氧的卤碳。
埃尔金斯-坦顿说:“看到这些相似之处给了我们额外的动力，让我们现在就采取行动，也让我们进一步了解地球在长期内是如何应对类似的变化的。”
其他研究的共同作者包括纽约城市学院的Benjamin Black，地球物理研究所(俄罗斯)的Roman Veselovskiy，加拿大地质调查局的Omid Haeri Ardakani和FG & Partners Ltd的Fariborz Goodarzi。
