在意大利南部拉戈内格罗盆地(Lagonegro Basin)的萨索迪卡斯塔尔达(Sasso di Castalda)剖面中,通过高分辨率的整合锥石(conodont)和放射虫(radiolarian)生物地层学研究,结合δ13C有机碳记录,对诺利安期(Norian)/雷蒂安期(Rhaetian)边界进行了分析
《Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology》:High-resolution integrated conodont and radiolarian biostratigraphy with δ13C
org record across the Norian/Rhaetian boundary in the Sasso di Castalda section, Lagonegro Basin, southern Italy
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时间:2025年11月06日
来源:Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology 2.6
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Norian/Rhaetian边界(NRB)的高分辨率放射虫和牙形石地层学结合有机碳同位素分析,揭示西地中海 pelagic序列中两套放射虫组合带(Betraccium deweveri和Proparvicingula moniliformis带),确定Rhaetian阶底界为牙形石Misiella posthernsteini s.s.首次出现,并证实最新Norian碳同位素负偏移与铂族元素富集层相关,支持撞击事件假说。
在地质学领域,研究地球历史上的重大生物灭绝事件一直是重要的课题。其中,诺里安/拉铁亚(Norian/Rhaetian)边界(NRB)被认为是一个关键的时间节点,标志着晚三叠纪时期一系列环境变化和生物危机的开始。这些变化包括生物群落的突然更替、全球碳循环的显著扰动,以及可能的外部因素,如火山活动和陨石撞击事件。本研究聚焦于意大利南部拉戈内洛盆地的萨索迪卡斯塔尔达(Sasso di Castalda)剖面,通过对该剖面的放射虫和锥虫(conodonts)生物地层学分析以及有机碳同位素(δ13Corg)记录的整合,试图揭示这一边界事件背后的环境变化机制。
晚三叠纪时期(约237至201.3百万年前)是地球历史上一个充满动荡的阶段。这一时期,泛古大陆(Pangea)的分裂导致了全球范围内的海平面变化、洋流模式改变和气候波动。与此同时,大规模的火山活动、可能的外星撞击事件以及快速的气候变化共同作用,引发了一系列生物灭绝事件。其中,三叠纪末期大灭绝(End-Triassic Extinction, ETE)是研究最为广泛的一个灭绝事件,它被认为是地球上最大的灭绝事件之一,影响了海洋和陆地生态系统。然而,近年来的研究表明,ETE可能并非单一的灭绝事件,而是由多个阶段性的生物群落更替事件组成。这些事件的发生时间与诺里安/拉铁亚边界(NRB)密切相关,因此,理解这一边界事件的环境背景对于揭示ETE的成因具有重要意义。
在NRB附近,放射虫和锥虫等微体化石的分布和变化是研究生物群落演变的重要依据。放射虫是一种单细胞的硅质浮游生物,其化石记录在地质年代划分中具有较高的分辨率。而锥虫则是三叠纪时期重要的海洋生物,其形态变化能够反映当时的环境条件。本研究通过对萨索迪卡斯塔尔达剖面中放射虫和锥虫的系统分析,确定了该剖面的年代范围,从上诺里安(Upper Norian)到下拉铁亚(Lower Rhaetian)。此外,通过分析有机碳同位素的变化,研究人员还发现该剖面的最新诺里安层段中存在一个整体的负偏移现象,这一现象与全球范围内已知的碳同位素异常(carbon isotope excursion)相吻合,表明这一时期可能发生了重大的碳循环扰动。
研究团队在萨索迪卡斯塔尔达剖面中识别出了41种放射虫,涵盖22个属,这些数据来自32个样本。这些放射虫的出现和分布表明了该剖面在晚三叠纪时期所经历的环境变化。例如,某些放射虫种类的首次出现(first occurrence)和最后出现(last appearance)可以作为划分地质年代的重要标志。同时,研究人员还发现,该剖面中某些放射虫种类的多样性在上诺里安到下拉铁亚的过渡阶段发生了显著下降,这可能是由于环境压力导致的生物群落变化。此外,锥虫的生物地层学分析也提供了重要的年代信息,特别是锥虫种*Misikella posthernsteini* s.s.的首次出现被用来确定下拉铁亚的起始点。
在对放射虫和锥虫进行生物地层学研究的同时,研究人员还关注了该剖面中铂族元素(PGE)富集的黑色页岩层。这一层被认为可能与诺里安时期的一次陨石撞击事件有关,尤其是与法国罗歇沙托(Rochechouart)陨石坑的形成相关。通过对这一层的年代测定,研究人员发现其沉积时间与碳同位素异常的起始点相吻合,这表明该撞击事件可能在环境变化和生物灭绝过程中起到了关键作用。然而,目前关于这一事件的成因和影响仍存在争议,需要更多的地质证据来支持。
本研究的意义在于,它提供了一个高分辨率的生物地层学框架,结合了放射虫和锥虫的化石记录,以及有机碳同位素数据,从而更精确地定位了诺里安/拉铁亚边界的年代。此外,研究人员还对这一边界事件与其他地区的地层记录进行了对比,包括意大利的皮格诺拉-阿布里奥拉(Pignola-Abriola)剖面、加拿大的肯内科特点(Kennecott Point)剖面以及日本的萨高吉(Sakahogi)剖面。这些对比研究表明,不同地区的地层记录在生物群落变化和碳同位素异常方面具有相似的特征,进一步支持了全球范围内环境变化的同步性。
在进行这些研究时,科学家们采用了多种方法,包括化学提取技术(如使用氢氧化钠溶液提取放射虫和锥虫化石)、显微镜观察和同位素分析等。这些方法的综合应用使得研究人员能够更准确地识别和分析化石的分布模式,以及同位素数据的变化趋势。同时,这些数据的整合也为进一步探讨晚三叠纪时期的环境变化提供了新的视角。例如,碳同位素异常的出现可能与火山活动释放大量二氧化碳、海洋酸化或大规模的生物扰动有关,而这些因素都可能对当时的生态系统造成严重影响。
值得注意的是,本研究的成果不仅有助于理解诺里安/拉铁亚边界事件的成因,还为全球范围内三叠纪末期大灭绝(ETE)的研究提供了新的证据。通过将不同地区的地层记录进行对比,研究人员可以更全面地评估这一时期环境变化的全球影响,并探索其可能的驱动机制。此外,该研究还强调了生物地层学和同位素地层学在确定地质年代和理解地球历史中的重要性。这些方法的结合能够提供更加精确和可靠的年代框架,从而帮助科学家们更好地解析地质历史上的重大事件。
在实际应用中,这类研究不仅具有学术价值,还可能对当前的环境变化研究产生启示。例如,通过研究过去的环境扰动事件及其对生物群落的影响,科学家们可以更好地理解现代气候变化对生态系统可能产生的影响。此外,这些研究也为未来的地质调查和年代测定提供了重要的参考,尤其是在缺乏明确化石记录的地区,生物地层学和同位素数据的结合能够提高年代划分的准确性。
总的来说,本研究通过对萨索迪卡斯塔尔达剖面的综合分析,揭示了诺里安/拉铁亚边界事件的复杂性。研究团队的发现表明,这一边界可能与多种环境变化因素有关,包括火山活动、陨石撞击以及全球碳循环的扰动。这些因素共同作用,导致了当时生物群落的显著变化和灭绝事件的发生。通过高分辨率的生物地层学和同位素记录,研究人员为理解这一关键地质事件提供了新的视角,并为未来的相关研究奠定了基础。
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