挪威大陆架晚二叠世-早三叠世过渡期火山活动对地球化学记录的影响：气候反馈与生物灭绝的关联

本研究通过分析挪威Finnmark和Tr?ndelag台地的有机碳同位素(δ13Corg)、主微量元素数据，揭示了西伯利亚大火成岩省(STLIP)喷发引发的化学风化增强(CIA、CIW指标)、间歇性海洋缺氧(UEF/VEF比值)等环境扰动机制，为理解二叠纪-三叠纪之交(EPME)的碳循环紊乱与生物大灭绝关联提供了北古特提斯洋关键证据。

　　

2.5亿年前的二叠纪末期，地球经历了显生宙最惨烈的生物大灭绝事件(EPME)，超过80%的海洋生物和70%的陆地脊椎动物永远消失。这场灾难被认为与西伯利亚大火成岩省(STLIP)的超级火山喷发密切相关，但火山活动如何通过碳循环扰动、海洋化学变化等复杂机制导致生态系统崩溃，仍是古环境研究的核心谜题。尤其在北古特提斯洋区域——当时占全球海洋面积85%的泛大洋(Panthalassic Ocean)北部，相关记录极为稀缺。

由中国和美国科学家组成的团队在《Global and Planetary Change》发表的研究，首次系统分析了挪威大陆架两个浅海台地(Finnmark和Tr?ndelag)的沉积岩芯。通过有机碳同位素(δ¹³C_org)、主微量元素地球化学等指标，重建了火山活动引发的环境多米诺效应：从陆地化学风化增强到海洋缺氧，再到生物生产力波动。这项研究不仅填补了北古特提斯洋环境响应的数据空白，更揭示了不同区域对同一气候事件的差异化反馈机制。

关键技术方法包括：1) 使用iCAP Q电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)分析51个沉积样品的主微量元素；2) 通过同位素比值质谱仪(IRMS)测定δ¹³C_org值；3) 采用化学风化指数(CIA、CIW、PIA)和元素比值(Rb/Sr、U/Th)等综合指标评估环境变化。

主要研究结果

地质背景
Finnmark台地位于挪威巴伦支海南缘，受裂谷活动和海平面变化影响；Tr?ndelag台地则发育在加里东造山带基底上。两处均保存了完整的二叠系-三叠系界线(PTB)序列。

Tr?ndelag台地有机碳同位素特征
δ¹³C_org值在-23.6‰至-18.5‰间波动，早三叠世格里斯巴赫期(Griesbachian)出现显著负偏，比同期斯瓦尔巴群岛记录偏重约8‰，反映该区域陆源有机质输入占比更高。

化学风化增强的直接证据
两处台地均显示PTB附近化学风化加剧：Finnmark的化学风化指数(CIA)升高伴随WIP指数下降，Tr?ndelag的Rb/Sr比值上升和Li富集，指示西伯利亚火山喷发引发的全球变暖导致北欧地区硅酸盐风化速率加快。

差异化的海洋响应
Finnmark台地在PTB前出现短暂生产力升高(P、Ni富集)和缺氧(U_EF/V_EF比值升高)，但很快恢复氧化状态；而Tr?ndelag台地在早三叠世持续出现间歇性缺氧，可能与沉积物再搬运过程有关，而非持续的硫化环境(euxinia)。

结论与意义
这项研究揭示：1) STLIP火山活动通过CO₂排放→全球变暖→化学风化增强→营养盐输入→海洋缺氧的级联效应，在北欧大陆架留下鲜明的地球化学指纹；2) 同一气候事件下，Finnmark台地的快速恢复与Tr?ndelag台地的持续扰动形成鲜明对比，说明局部地质因素(如水深、陆源输入)会显著调节环境响应模式；3) 北古特提斯洋记录补充了低纬度地区的研究空白，证明EPME期间高纬度海洋同样经历了剧烈生物地球化学循环重组。

这些发现为理解当代全球变暖背景下海洋环境的潜在非线性响应提供了深时类比(deep-time analogue)，特别强调区域地质背景在气候反馈中的调节作用。由Qingting Wu和Ying Cui领衔的团队通过多指标集成分析，为地球系统科学中的"火山-气候-生物圈"耦合机制研究树立了新的方法论标杆。