借助一系列“證物”，他“偵破”2.52億年前那場生物“大謀殺”

二疊紀時期的生物大滅絕，致使地球上超過90%的生命消亡，是地球歷史上5次全球性災(zāi)難事件中最為嚴重的一次，比致使恐龍滅絕的巨型小行星所引發(fā)的那次災(zāi)難更具毀滅性。

關(guān)于“大滅絕”，迄今為止所提出的最為可信的解釋是，在被稱為西伯利亞地盾的地區(qū)（如今俄羅斯的一大片區(qū)域，相當于澳大利亞的面積），火山活動釋放出的二氧化碳致使地球氣溫升高、酸雨形成，以及海洋酸化。

孫亞東

然而，根據(jù)近期發(fā)表在《科學》（Science）雜志上的新研究，一種巨型厄爾尼諾效應(yīng)或許發(fā)揮了更為關(guān)鍵的作用。提出這一新發(fā)現(xiàn)的研究者是中國地質(zhì)大學（武漢）生物地質(zhì)與環(huán)境地質(zhì)國家重點實驗室的孫亞東教授，這是他收獲的第4篇Science論文，也是他本人最喜歡的一篇。“因為它的意義足夠重要，能夠啟發(fā)大家把現(xiàn)代社會的變化跟生物滅絕更緊密地結(jié)合起來。”

做“獨一無二”的科研

孫亞東在科研上可謂是一路開掛。2004年，他考入中國地質(zhì)大學（武漢）并一路讀到博士。在德國學習工作9年，他于2022年回到母校任職。至今，他已收獲4篇Science論文：24歲時，他便以第二作者的身份發(fā)表了自己的首篇Science，27歲時發(fā)表首篇第一作者研究短文（report），28歲發(fā)表第一篇論評，39歲發(fā)表第一篇研究長文（research article）。

孫亞東不喜歡效仿或跟隨別人，只做自己感興趣的事。或許這就是他在科研上成長如此迅速的原因，因為熱愛可抵萬難。

高中時，他曾癡迷于古建筑，甚至一度想從事建筑設(shè)計行業(yè)，通過獨一無二的建筑作品去表達自我。但機緣巧合下，孫亞東沒能走上建筑師之路，轉(zhuǎn)而扎進了科學的世界。

意大利北部發(fā)現(xiàn)的二疊紀沉積巖層

就算每天與巖石、礦物、古生物打交道，孫亞東依舊堅持“獨一無二”的科研追求。地球生物學的學科特點，恰好為他提供了一幅永無止境的探索圖景。某種程度上，地球生物學是一個永遠處在進行時的學科——因為沒有人能夠徹底揭開數(shù)億年前的全部真相?！斑@就是我最感興趣的地方。隨著科學技術(shù)的進步，我們知道了很多，但同樣也不知道很多，我想去挖掘那些不知道的東西。”

少年時，孫亞東喜歡閱讀偵探小說，英國推理小說作家阿加莎·克里斯蒂的《東方快車謀殺案》曾讓他沉迷其間，手帕、匕首、未燒盡的紙屑、猩紅睡袍……串聯(lián)起兇殺現(xiàn)場的證物，他也曾試圖解謎誰才是真正的兇手。

小心求證，做科研與偵破案件其實有類似之處，與《東方快車謀殺案》中的大偵探波洛一樣，孫亞東就是借助一系列“證物”，清晰有序地“偵破”了那起發(fā)生于2.52億年前的“大謀殺”。

所有物種都有它們的極限

科學界的主流觀點認為，二疊紀末生物大滅絕與西伯利亞大規(guī)?；鹕奖l(fā)有關(guān)。地球上的生命經(jīng)過40多億年的演化，具有極強的韌性，很多物種能夠適應(yīng)非常惡劣的環(huán)境。事實上，類似西伯利亞的火山爆發(fā)事件在地球歷史上發(fā)生過很多次，但沒有哪一次的規(guī)模能與二疊紀末生物大滅絕相比。

“將地球上的生命抹去是一件極其困難的事情。這意味著二疊紀末生物大滅絕背后的機制也許更加復雜，‘主謀’另有其人。”孫亞東說。如果將二疊紀末生物大滅絕比作一場混沌的謀殺案，揪出它的始作俑者很關(guān)鍵。

2018年，孫亞東還在德國埃爾朗根—紐倫堡大學做助理研究員，研究課題之一是利用深海沉積物中微體化石的氧同位素重建海水的溫度。在重建特提斯洋的溫度變化時，他敏銳察覺到大洋東西緣的溫度變化數(shù)據(jù)是不一致的。結(jié)合現(xiàn)代海洋學的知識，孫亞東大膽推測：海溫的差別可能是深時（地質(zhì)時間概念）的厄爾尼諾現(xiàn)象導致的。

此后，孫亞東并未騰出時間來深究這個假設(shè)。直到2021年春季，因為疫情，孫亞東多出了大把閑暇，之前關(guān)于厄爾尼諾的猜想重新闖入腦海。為了論證厄爾尼諾與二疊紀末生物大滅絕之間的關(guān)系，他必須拿出兩方面的證據(jù)：沉積地球化學代用指標和復雜地球系統(tǒng)科學模式模擬。

孫亞東此前是做海洋溫度指標的。通過分析被稱為“牙形刺”的微小生物牙齒化石中的氧同位素，他得出了二疊紀末氣候變暖的具體規(guī)模。進一步研究世界各地的“牙形刺”溫度記錄后，孫亞東發(fā)現(xiàn)，低緯度和中緯度地區(qū)之間的溫度梯度在二疊紀末下降顯著。

但僅靠分析指標無法將事情講述清楚，也不夠有說服力?！爸笜酥荒茉谟邢薜牡乩砦恢米鰩讉€數(shù)據(jù)點，要看清全貌，還得借助超級計算機模擬?！苯?jīng)熟人介紹，他認識了擅長利用綜合建模方法研究海—氣循環(huán)在氣候變化中作用的英國布里斯托大學的高級研究員亞歷山大·法恩斯沃斯（Alexander Farnsworth）。

超算模擬用了一年半時間，分析結(jié)果又用了差不多一年時間，在他們的“小心求證”下，大滅絕的真相逐漸浮出水面。他們指出，巨型海洋變暖厄爾尼諾事件是導致大約2.52億年前地球上最大規(guī)模生物滅絕的關(guān)鍵因素。

厄爾尼諾“烤”驗全球

“在二疊紀末大滅絕期間，厄爾尼諾持續(xù)了更長時間，經(jīng)常造成持續(xù)的大范圍炎熱干旱，隨后是短促的突然降水。這樣的氣候到處都是，這使得任何物種都很難適應(yīng)。”孫亞東介紹道。這也解釋了為何在大滅絕中，陸地物種滅絕與海洋物種滅絕存在時間差。

從2023年到2024年，美國、加拿大等多地出現(xiàn)野火，都與目前的全球變暖大背景有關(guān)。這些災(zāi)難導致一些小城市需要遷移，強厄爾尼諾還導致了亞馬孫雨林的退化?！艾F(xiàn)在大家關(guān)注少，是因為目前發(fā)生的規(guī)模較小，將這些短時災(zāi)難分開來看，似乎意識不到其危害性。但年際氣候變率增強與背景氣候態(tài)變暖疊加的復合效應(yīng)將造成毀滅性的結(jié)果，二疊紀末生物大滅絕就是前車之鑒?！睂O亞東說。

孫亞東的研究發(fā)現(xiàn)，野火頻發(fā)、珊瑚死亡和森林退化在二疊紀末生物大滅絕時期都曾發(fā)生過。“想到它們與生物滅絕的關(guān)系，我就心有余悸。在人類干預背景下，未來的厄爾尼諾是否會持續(xù)增強？如果變得更加強烈和頻繁，這可能會影響全球各種生態(tài)系統(tǒng)。雖然大滅絕之后，生命會再次綻放，二疊紀的大滅絕最終讓恐龍崛起成為主要物種，白堊紀的大滅絕導致哺乳動物和人類的崛起。但這更是一個嚴酷的提醒：所有物種都有它們的極限。”孫亞東坦言。