——習(xí)近平總書(shū)記在致中國(guó)科學(xué)院建院70周年賀信中作出的“兩加快一努力”重要指示要求
——中國(guó)科學(xué)院辦院方針
語(yǔ)音播報(bào)
記者從南京大學(xué)獲悉,該校與中國(guó)科學(xué)院聯(lián)合團(tuán)隊(duì)在“天河二號(hào)”超級(jí)計(jì)算機(jī)支持下,以化石記錄重現(xiàn)生物演化歷史,改變了當(dāng)前對(duì)古生代(約5.4億年—2.4億年,相當(dāng)于寒武紀(jì)至三疊紀(jì)早期)海洋生物多樣性演化的認(rèn)知。相關(guān)成果1月17日在線發(fā)表于《科學(xué)》。
生命起源與演化是世界十大科學(xué)之謎,也是《科學(xué)》雜志列出的125個(gè)重大科學(xué)問(wèn)題之一。地球上曾經(jīng)生活的生物中99%以上已滅絕,但只有很少一部分能保存為化石。如何通過(guò)不完整的化石記錄,重建地球歷史生物多樣性的變化規(guī)律,是一個(gè)重大科學(xué)難題。
為建立古生代海洋生物多樣性曲線,南京大學(xué)地球科學(xué)與工程學(xué)院教授樊雋軒與中國(guó)科學(xué)院院士沈樹(shù)忠領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)收集并遴選出3112個(gè)地層剖面,以及11268個(gè)海洋化石物種的26萬(wàn)條化石數(shù)據(jù)。在“天河二號(hào)”超級(jí)計(jì)算機(jī)支持下,團(tuán)隊(duì)自主開(kāi)發(fā)了新算法,重建古生代海洋生物多樣性曲線,其時(shí)間分辨率約為2.6萬(wàn)年,較國(guó)際同類(lèi)研究的精度提高了400倍左右。
該項(xiàng)研究表明,前人使用的低分辨率且不均一的時(shí)間標(biāo)尺,會(huì)直接影響對(duì)古生物多樣性的估算,導(dǎo)致無(wú)法準(zhǔn)確評(píng)估生物多樣性的變化速率和模式,并可能掩蓋突發(fā)性的重大事件以及短時(shí)間的劇烈波動(dòng)。新建立的多樣性變化曲線,更加準(zhǔn)確地重現(xiàn)了地質(zhì)歷史中最大的三次生物滅絕事件和兩次重大生物輻射事件的精細(xì)過(guò)程。
其中,2.52億年前發(fā)生了人類(lèi)迄今為止識(shí)別出的最大規(guī)模生物滅絕事件,導(dǎo)致約80%的海洋生物在數(shù)萬(wàn)年內(nèi)迅速滅亡。這一事件的發(fā)生,與當(dāng)時(shí)全球氣候的快速升溫密切相關(guān)。兩次重要的生物輻射事件,分別發(fā)生在4.9億年—4.7億年前和3.4億年—3億年前,并均與當(dāng)時(shí)全球氣候的逐漸變冷同步。“理解這些重大生物事件的驅(qū)動(dòng)機(jī)制,對(duì)于人們認(rèn)識(shí)當(dāng)今地球生物多樣性,以及人類(lèi)面臨的第六次大滅絕及其與全球氣候變化之間的關(guān)系,具有重要啟示意義?!鄙驑?shù)忠說(shuō)。
研究選取了六種與氣候變化密切相關(guān)的環(huán)境指標(biāo),包括碳、氧、鍶同位素、沉積物質(zhì)總量、大氣二氧化碳含量等。雖然這些環(huán)境指標(biāo)還缺少高分辨率的時(shí)間約束,但“初步的分析表明,大氣二氧化碳含量是一個(gè)與生物多樣性存在相似的、長(zhǎng)期模式的環(huán)境因素?!狈h軒表示,未來(lái)科學(xué)研究需要建立高時(shí)間分辨率的環(huán)境因素曲線,與生物多樣性曲線進(jìn)行更加準(zhǔn)確、可靠的對(duì)比分析,從而識(shí)別各種環(huán)境指標(biāo)與多樣性變化之間是否存在因果關(guān)系。
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