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資料出處: https://en.wikipedia.org/wiki/Cenomanian-Turonian_boundary_event
以下的Mya, 意思是百萬(wàn)年前(Million Years Ago)


森諾曼階-土侖階邊界事件/Cenomanian-Turonian boundary event(94 Mya)

森諾曼階-土侖階邊界事件, 或稱呼為森諾曼階-土侖階滅絕事件、森諾曼階-土侖階缺氧事件(OAE 2)和博納雷利事件, 是白堊紀(jì)時(shí)期兩次缺氧滅絕事件之一(另一起是阿普第階滅絕事件, 或稱呼為OAE 1). 森諾曼階-土侖階邊界事件發(fā)生在大約9150萬(wàn)年前. 儘管其他估計(jì)為9400-9300萬(wàn)年前. 最近, 森諾曼階-土侖階邊界事件邊界線被鑒定為為9.30萬(wàn)年前. 在此期間, 碳素鑒定變動(dòng)很大. 但除了碳循環(huán)擾動(dòng)外, 海洋的氧氣和硫循環(huán)也受到很大干擾.

該事件導(dǎo)致了上龍超科/Pliosauroidea和魚龍形下綱/Ichthyosauromorpha的全族滅絕. 某具來自於馬斯垂克階(白堊紀(jì)末期筆下最後一個(gè)時(shí)代)時(shí)代的喙突化石曾被一些學(xué)者認(rèn)為是屬於魚龍形下綱/Ichthyosauromorpha物種, 但後來被認(rèn)為是近龍類(蛇頸龍類)物種. 儘管其原因仍不確定, 但結(jié)果卻使地球的氧氣匱乏了將近五百萬(wàn)年, 造成大約27％的海洋非脊椎動(dòng)物滅絕, 其中包括某些板狀和有孔蟲門/Foraminifera的底棲物種、軟體動(dòng)物門/Mollusca、雙殼綱/Bivalvia軟體動(dòng)物、旋鞭毛蟲門/Dinoflagellata和鈣質(zhì)納米化石. 導(dǎo)致這些情況的全球環(huán)境干擾增加了大氣和海洋溫度. 邊界沉積物顯示出痕量元素的富集, 並含有升高的δ13C值.

D'Orbigny在1843年至1852年之間首先註意到了森諾曼階和土侖階這倆種時(shí)代. 該邊界的全球類型部分位於科羅拉多州普韋布洛附近的綠角地層的橋溪石灰?guī)r成員中, 該地層具有米蘭科維奇週期循環(huán)/Milankovitch cycles特徵. 儘管沒有特徵性的富含有機(jī)物的黑色頁(yè)巖, 但此處清楚地顯示了正碳同位素事件. 據(jù)估計(jì), 同位素遷移比黑色頁(yè)巖事件持續(xù)的時(shí)間長(zhǎng)約850 kyr, 這可能是導(dǎo)致科羅拉多類型剖面異常的原因. 西藏南部的森諾曼階-土侖階邊界事件間隔顯著擴(kuò)大, 證明了正碳同位素偏移的完整，更詳細(xì)和更精細(xì)的結(jié)構(gòu)，其中包含多個(gè)短期碳同位素階段, 總持續(xù)時(shí)間為820 kyrs.

該邊界也被稱為博納雷利事件, 因?yàn)檫吔缇€有1到2米厚的黑色頁(yè)巖層，它是吉多·博納雷利/Guido Bonarelli於1891年首次研究的, 它的特點(diǎn)是互黑色頁(yè)巖、燧石和放射砂估計(jì)跨越了40年的時(shí)間間隔. 在此博納雷利的地層級(jí)別上不存在有孔蟲門/Foraminifera浮游物種, 並且該區(qū)域中存在放射蟲門/Radiozoa物種, 這表明相對(duì)較高的生產(chǎn)力和養(yǎng)分的利用率.

造成這一事件的一個(gè)可能原因是近洋火山活動(dòng), 可能是加勒比大火成巖省的地質(zhì)活動(dòng)增加了大約50萬(wàn)年前. 在此期間, 地殼產(chǎn)量達(dá)到了1億年來的最高水平. 這主要是由於巖石圈底部海底熱幔柱的廣泛融化造成的. 這導(dǎo)致太平洋和印度洋中的洋殼變厚. 這種火山活動(dòng)會(huì)將大量二氧化碳排入大氣, 導(dǎo)致全球變暖. 在海洋中, 二氧化硫(SO2)、硫化氫(H2S)、二氧化碳(CO2)和鹵素的排放會(huì)增加水的酸度, 導(dǎo)致碳酸鹽溶解, 並進(jìn)一步釋放二氧化碳. 當(dāng)火山活動(dòng)下降時(shí), 這種失控的溫室效應(yīng)很可能被逆轉(zhuǎn)了. 海洋中二氧化碳含量的增加可能會(huì)增加海洋表層水中的有機(jī)生產(chǎn)力. 有氧細(xì)菌消耗這種新近豐富的有機(jī)生命將導(dǎo)致缺氧和大規(guī)模滅絕. 隨之而來的高水平的碳埋藏將解釋黑盆地中黑頁(yè)巖的沉積.

δ13C同位素偏移

在森諾曼階-土侖階邊界線發(fā)現(xiàn)的正δ13C同位素偏移是中生代的主要碳同位素事件之一. 它是過去1.1億年來全球碳循環(huán)中最大的干擾之一. 這種δ13C同位素偏移表明有機(jī)碳的埋藏率顯著增加, 表明富含有機(jī)碳的沉積物的廣泛沉積和保存以及當(dāng)時(shí)的海洋缺氧. 在正碳同位素偏移範(fàn)圍內(nèi), 從西藏南部大幅擴(kuò)展的森諾曼階-土侖階邊界事件間隔記錄了短的偏心尺度碳同位素變異性.

大型火成巖省及其可能的結(jié)果

在森諾曼階-土侖階邊界事件前後, 發(fā)生了幾起獨(dú)立的大型火成巖省(LIP)形成事件. 在95-90百萬(wàn)年前的這段時(shí)間裡, 發(fā)生了兩次單獨(dú)的大型火成巖省形成事件: 馬達(dá)加斯加大型火成巖省形成事件和加勒比-哥倫比亞大型火成巖省形成事件. 在森諾曼階-土侖階邊界線發(fā)現(xiàn)了痕量金屬, 例如: 鉻、鈧、銅和鈷, 這表明大型火成巖省形成事件可能與森諾曼階-土侖階邊界事件的發(fā)生有關(guān). 痕量金屬濃度峰值的時(shí)間與缺氧事件的中期相吻合, 這表明雖然大型火成巖省形成事件可能在事件發(fā)生期間發(fā)生但尚未開始. 其他研究將森諾曼階-土侖階邊界事件的鉛同位素與加勒比-哥倫比亞和馬達(dá)加斯加的大型火成巖省形成事件聯(lián)繫起來. 2011年進(jìn)行的模型研究也證實(shí), 可能曾發(fā)生過大型火成巖省形成事件, 因?yàn)樵撃Ｐ惋@示, 火山在大型火成巖省形成事件的氣體排放所導(dǎo)致的二氧化碳脫氣峰值可能導(dǎo)致全球90％以上的深海缺氧 .

海洋生物多樣性的變化及其影響

鈣質(zhì)納米化石等各種海洋無脊椎動(dòng)物物種的多樣性變化表明, 海洋處?kù)稖嘏业蜖I(yíng)養(yǎng)的時(shí)期, 在這種環(huán)境中, 生物繁殖力的峰值不高, 而生育率卻長(zhǎng)期處?kù)兜退? 在德國(guó)文斯托夫的森諾曼階-土侖階邊界線進(jìn)行的一項(xiàng)研究揭示了事件期間存在的鈣質(zhì)納米化石物種Watznaueria的特徵性優(yōu)勢(shì). 與Biscutum物種不同, 後者更傾向於中營(yíng)養(yǎng)條件，並且通常是森諾曼階-土侖階邊界事件之前和之後的優(yōu)勢(shì)物種; Watznaueria物種更喜歡溫暖的貧營(yíng)養(yǎng)條件.

當(dāng)時(shí), 還有綠藻門/Chlorophyta這些物種例如: Botryococcus和Prasinophytes的多樣性最高, 與浮游沉積有關(guān). 這些藻類基團(tuán)的豐度與水柱中缺氧量和總有機(jī)碳含量的增加密切相關(guān). 這些藻類種群的證據(jù)表明, 在此期間, 水柱中出現(xiàn)了鹵水分層現(xiàn)象. 在當(dāng)時(shí)的巖石中還發(fā)現(xiàn)了一種淡水的旋鞭毛蟲門/Dinoflagellata物種-Bosedinia, 這表明海洋的鹽度降低了.