约2.5亿年前的二叠纪—三叠纪之交（简称PTB）发生了地球历史上规模最大的生物大灭绝事件，造成超过81%的海洋生物、89%的陆生脊椎动物和大多数植物群落的消失（图1）。长期以来，这次生物大灭绝事件的成因与发生机制一直是地球科学研究的热点之一。目前，较为公认的是地幔柱起源的西伯利亚大火成岩省等超大规模火山活动是此次生物危机事件发生的主导因素，因为它触发了一系列极端环境事件，如温室效应、海洋缺氧、海水酸化、野火频发、土壤侵蚀加剧、酸雨、紫外线辐射异常等。这些极端环境事件对于当今人类社会也并不陌生，因此不少学者认为，如今的地球正在经历又一次生物大灭绝。对于这些远古时期生物灾难事件及其背后环境变迁的研究，对当下全球变化背景下的人类社会发展与走向具有重要启示意义。

我校古生物研究院陈剑波助理研究员、冯卓研究员联合中科院地球化学研究所、中科院南京地质古生物研究所、南京大学等多家单位，基于滇东黔西地区不同相区的钻孔岩芯（图2），开展了高分辨率沉积地球化学研究。通过对不同沉积环境（高地、滨海）中多种地球化学指标的综合对比研究，为PTB非海相环境沉积汞（Hg）的富集机制及其环境意义提供了新的认识。研究采用汞同位素的奇数Hg非质量相关分馏（Δ¹⁹⁹Hg）示踪，发现陆相高地环境只记录了背景信号，少量的Hg富集来自于大气汞直接沉降或者陆源输入。相反，在滨海低地环境中的Hg富集特征极为明显，Δ¹⁹⁹Hg示踪表明陆地生态系统中发生的极端环境事件（如野火频发、土壤侵蚀加剧）导致的陆源输入剧烈增加是造成该地Hg富集的主要原因，并不是像以往所认为的由火山来源Hg的输入所主导（图3）。通过海相、海陆过渡相、陆相三种不同环境的对比，结果表明不同相区Hg的地球化学差异代表了陆相高地与低地环境中陆地生态系统崩溃存在时间上的先后差异（图4）。

该研究近期在线发表于国际地学领域顶刊Earth and Planetary Science Letters（Nature Index期刊）。云南大学古生物研究院陈剑波助理研究员与中科院地球化学研究所孙广义副研究员为论文的共同第一作者，冯卓研究员与南京大学张飞飞教授为共同通讯作者。研究得到云南大学、中科院南古所等单位以及中科院先导专项、第二次青藏科考等项目的资助。

论文相关信息：

Jianbo Chen, Guangyi Sun, Binjian Lu, Rong-yao Ma, Zhuang Xiao, Yao-feng Cai, Hua Zhang, Shu-zhong Shen, Feifei Zhang, Zhuo Feng. Inconsistent mercury records from terrestrial upland to coastal lowland across the Permian-Triassic transition. Earth and Planetary Science Letters, 2023. https://doi.org/10.1016/j.epsl.2023.118195

图1. 以西伯利亚大火成岩省为代表的大规模火山活动造成二叠纪—三叠纪之交海洋、陆地生态系统的崩溃（改自Feng et al., 2020; Chapman et al., 2022; Huang et al., 2023）

图2. 本研究剖面分别属于滇东黔西地区PTB陆相、海陆过渡相不同沉积环境

图3. PTB非海相环境滨海低地(A)、陆相高地(B)高分辨率沉积地球化学指标对比研究

图4. 华南不同相区沉积Hg信号差异证实高地与低地环境中陆地生态系统崩溃在时间上的不一致性