地球的泥盆纪发生在3.7亿多年前，海洋生物多样且充满海洋生物，见证了第一批种子植物的出现，这些植物以大片森林的形式遍布冈瓦纳大陆和劳俄罗斯大陆。

然而，这个时代末期发生的大规模灭绝事件长期以来一直是争论的话题。一些科学家认为，晚泥盆世大规模灭绝是由大规模火山喷发造成的，导致全球变冷。其他人则认为，陆地植物扩张引起的大规模脱氧事件是罪魁祸首。

由IUPUI研究人员领导的最近在《通信地球与环境》杂志上发表的一项研究现在认为，这两个因素都发挥了作用，并引起人们对地球当今面临的环境临界点的关注。

该研究由IUPUI理学院教师GabrielFilippelli和WilliamGilhoolyIII共同撰写。该研究的主要作者是美国海军学院海洋学助理教授马修·斯马特(MatthewSmart)，他在进行这项研究时是菲利佩利实验室的研究生。

这项工作首次将两种相互竞争的晚泥盆世灭绝理论统一为一个全面的因果情景。从本质上讲，该小组得出的结论是，大规模火山活动和陆地植物将多余的营养物质冲入海洋引起的脱氧这两个事件都需要发生，大规模灭绝才会发生。

“解决这个难题的关键是识别和整合我们使用复杂的全球模型确定的地球化学信号的时间和强度，”菲利佩利说。“这项建模工作表明，我们根据地球化学记录看到的营养事件的严重程度可能会导致大量的海洋灭绝事件，但事件的持续时间需要树根进化和火山活动这两个因素来维持有毒的海洋条件对生物体。”

该小组由沉积学、古生物学、地球化学、生物地球化学和数学模型方面的专家组成，深入挖掘，对分布在不同大陆的数百个样本进行了地球化学分析。其中包括来自格陵兰岛东部伊梅尔岛的样本，该岛是地球上一些最古老的岩石样本的所在地。

“这个过程是高度跨学科的，”吉尔胡利说。“这种综合的专业知识创造了一种严格的方法来收集样本、及时关联序列、获取化学数据并使用地球化学模型来测试有关生物(植物)和化学(火山)驱动的大规模灭绝触发因素的相对影响的工作假设。我们的分析表明，影响比非此即彼的情况要复杂得多。”

Filippelli和Gilhooly表示，这项研究的结论让研究人员有很多需要考虑的地方。在泥盆纪时期，陆地上新的生物结果对海洋生物产生了负面影响。吉尔胡利指出，当今，化肥径流排入海洋等活动，加上化石燃料燃烧产生的热量，正在降低海洋的氧气含量。他说，先前在泥盆纪晚期发生的类似情况造成了灾难性的后果。

吉尔胡利说：“纵观地球历史，发生了一系列生物创新和地质事件，彻底改变了海洋和陆地的生物多样性和环境条件。”

“在泥盆纪时代，一种新的陆地生物策略对海洋生物产生了负面影响。在人类活动驱动的现代全球和气候变化的背景下，这是一个发人深省的观察。我们有很多东西可以学习。地球历史可以帮助我们思考避免未来临界点的策略和行动。”

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