日本東北大學等的研究團隊研究發現，地球史上第二次生物大滅絕是由大規模的火山噴發引起的。第二次大滅絕發生在動植物已經登上陸地之後的約3億8000萬～3億6000萬年前的古生代「泥盆紀晚期」，研究團隊利用獨立開發的方法取得了該發現，判斷的決定因素爲高溫形成的有機分子。該團隊去年秋季還利用相同的方法證明第三次大滅絕也是由火山大噴發引起的，由此，火山掌握着生物命運的地球演化程序變得更加清晰。
泥盆紀晚期發生的大滅絕的機制（圖片由東北大學名譽教授海保邦夫提供）
泥盆紀晚期的地層中含有大量的汞，所以認爲火山大噴發導致生物大滅絕的觀點越來越多。不過，除火山噴發外，汞還可能來自於陸地植物，所以一直缺少證明火山噴發導致大滅絕的決定性因素。
對此，東北大學的海保邦夫名譽教授（地球環境史）等人組成的研究團隊於2005～2015年前後在法國、比利時和中國採集了這一時期沉積物在海中的地層岩石。分析發現，除了汞之外，還含有大量的烴類化合物「蒄」。
蒄是形狀獨特的芳烴，6個苯環包圍着1個苯環。有機物質燃燒產生蒄時，溫度要達到1200度以上，超過了森林火災的溫度。海保名譽教授等人的研究表明，蒄是由高溫岩漿或者天體碰撞形成的，而且僅在發生生物大滅絕年代的地層中發現了大量的蒄。
這個時代的地層中沒有發現天體碰撞會產生的元素銥，地球上也不存在產生於同一時代的撞擊坑，但當時東歐和西伯利亞已經存在大規模的火山。海保名譽教授等人以蒄爲線索，利用自主開發的方法得出了大滅絕的終極因數只可能是火山大噴發的結論。
大規模火山噴發是由地球深處的高溫物質擧升形成的「熱柱（Plume）」引起的。岩漿除了將石油、煤炭和來自植物的土壤變成蒄之外，還會產生汞。研究認爲，這些物質飛散到大氣中，並擴散到了世界各地。隨着火山噴發而擴散的二氧化硫和二氧化碳等引起氣候變遷，從而導致了生物大滅絕。
泥盆紀晚期的生物大滅絕在約2000萬年的時間裏可以按順序詳細劃分爲小規模、大規模和中等規模共3次。發生大規模火山噴發時，滅絕的規模也比較大。大規模火山噴發期間，海中的無頜魚以及像穿着盔甲一樣的甲冑魚等古代魚滅絕，也爲現代魚類的繁衍生息開闢了道路。水邊誕生了兩棲動物，陸地上形成了蕨類植物森林。
研究認爲，史上共發生過5次生物大滅絕。海保名譽教授等人2017年證明，在生物正式登上陸地之前的約4億4500萬～4億4300萬年前的古生代奧陶紀末期發生的第一次大滅絕是由火山大噴發引起的。2020年11月又宣佈，約2億5000萬年前的古生代二疊紀末期發生的規模最大的第三次大滅絕同樣是由火山大噴發引起的，這也是以蒄爲線索得出的結論。另外，在恐龍滅絕的中生代白堊紀末期、即6600萬年前發生的第五次大滅絕被認爲是由天體碰撞引起的，這一時代的地層中也發現了蒄。
海保名譽教授表示：「第四次大滅絕（約2億年前，中生代三叠紀末期）的終極因數很可能也是火山大噴發，我們正在設法證明」。研究團隊由日本東北大學等的研究人員以及美國、比利時和中國的研究人員組成。相關成果已於2月20日發佈在地球科學領域的國際期刊《Global and Planetary Change》的電子版上，東北大學於2月22日發佈了該成果。
泥盆紀晚期的地球形態。橙色表示大陸，淡藍色表示大陸架，白色表示深海，紅色表示板塊間的碰撞帶，黃色三角形表示大規模火山（圖片由海保名譽教授提供。古地理圖由Joachimski等人（2009年）及Earth and Planetary Science Letters期刊轉列）
【論文資訊】
題目：Coronene, mercury, and biomarker data support a link between extinction magnitude and volcanic intensity in the Late Devonian
期刊：Global and Planetary Change
URL：doi.org/10.1016/j.gloplacha.2021.103452
【相關鏈結】
東北大學新聞發佈「繼二疊紀大滅絕之後發現泥盆紀大滅絕也是由大規模火山活動引起的」
日文：JST Science Portal 編輯部
中文：JST客觀日本編輯部
