李世鑫 張廷山 曾建理 馬知恒

“CPE”名稱的由來

三疊系是中生代的首個年代地層單元，是繼二疊紀末生物大滅絕后，生物逐漸復蘇的重要時期，同時也是古生代生物群逐漸消亡向現(xiàn)代生物群開始形成轉(zhuǎn)變的過渡時期，其起始于距今2.52億年前，結(jié)束于2.01億年前，延續(xù)了約5100萬年。隨著二疊紀末極端氣候事件造成的全球性環(huán)境生態(tài)系統(tǒng)崩塌，早三疊世氣候與生物經(jīng)歷了漫長的復蘇階段，并伴隨著生態(tài)系統(tǒng)的多次崩塌和重建。至中三疊世環(huán)境趨于穩(wěn)定，形成較為完整的生態(tài)系統(tǒng)，全球氣候與海洋環(huán)境明顯改善。晚三疊世時期先后發(fā)生兩次生物滅絕事件，其中卡尼期濕潤暮事件（Carnian Pluvial Episode）的發(fā)生，重創(chuàng)了早-中三疊世海洋生物群，使生物多樣性發(fā)生了改變，同時也開創(chuàng)了爬行動物和裸子植物的空前繁盛，并出現(xiàn)了恐龍等新一代中生代霸主，使得現(xiàn)生生物演化史開始了新的篇章。

晚三疊世全球古地理格局及各地CPE事件位置（修改自曾建理等，2022）（1.意大利Dolomite地區(qū);2.意大利朱利安阿爾卑斯地區(qū);3.匈牙利Transdanubian山脈;4.奧地利鈣質(zhì)阿爾卑斯山北部;5.意大利Lagonegro盆地;6.土耳其安塔利亞地區(qū);7.西班牙伊比利亞地區(qū);8.英國德文郡;9.歐洲中部盆地;10.巴倫支海地區(qū);11.格林蘭Jameson Land;12.加拿大Fundy盆地;13.美國Richmond盆地、Taylorsviller盆地;14.摩洛哥Essaouira盆地;15.突尼斯Jeffara盆地;16.以色列Levant盆地;17.巴西;18.阿根廷Ishigualasto盆地、Cujo盆地;19.南非Karoo盆地;20.阿曼;21.印度Rewa盆地;22.印度Spiti地區(qū);23.澳大利亞Carnarvon盆地;24.貴州南盤江盆地;25.四川江油馬鞍塘地區(qū);26.湖北秭歸盆地;27.鄂爾多斯盆地；28.日本地區(qū). 古地理圖據(jù)Scotese, 2004,各地CPE事件坐標增修自Dal Corso et al.,2020)

晚三疊世卡尼期全球古地理圖（Scotese，2014）

卡尼期濕潤幕（Carnian Pluvial Episode，簡稱CPE）是指發(fā)生在距今2.33億年前晚三疊世中卡尼期的劇烈的全球性氣候變化和地質(zhì)沉積事件，以全球不同緯度短時內(nèi)降雨量明顯增加，水文循環(huán)大幅加強，環(huán)境溫度、濕度顯著上升為主要標志，是三疊紀最為矚目的極端氣候事件之一。

20世紀80年代，CPE首次在奧地利北鈣質(zhì)阿爾卑斯地區(qū)被識別出，表現(xiàn)為碳酸鹽巖突變至黑色頁巖，被稱為“Reingraben轉(zhuǎn)折”。此后，CPE沉積記錄不斷在環(huán)特提斯域地區(qū)被廣泛識別，并在泛大洋和北極地區(qū)也存在類似事件記錄。至此，CPE影響范圍逐步從環(huán)特提斯域向全球范圍蔓延，并于2017年在德國戴爾門斯特被正式確定為重大地質(zhì)歷史事件，成為近年來極端古氣候事件研究的前沿與熱點。大量研究證據(jù)表明，CPE對三疊紀海洋和陸地生態(tài)系統(tǒng)造成了不同程度的破壞，使得大量生物滅絕，導致生物群落演替，同時它也驅(qū)動了中生代生態(tài)-環(huán)境的演化，促進了現(xiàn)代生態(tài)系統(tǒng)的形成。

長達百萬年的濕熱氣候

在二-三疊紀之交，勞亞大陸和岡瓦納大陸拼合形成泛大陸（Pangea），四周被泛大洋（Panthalasaa）所環(huán)繞，而其間環(huán)抱著特提斯洋（Tethys）。從岡瓦納大陸裂解出的微板塊組成基默里微板塊（Cimmerian Plates）逐漸向北漂移，并逐漸關(guān)閉古特提斯洋（Paleo-Tethys）。至晚三疊世，泛大陸逐步解體，全球板塊活動頻繁，在泛大陸內(nèi)部出現(xiàn)大規(guī)模造山運動和火山活動，特別是卡尼期位于泛大陸西北部的蘭格利亞火山噴發(fā)（Wrangellian Terrane）。

火山持續(xù)性的幕次噴發(fā)導致大氣中CO2等溫室氣體濃度顯著增加，使得溫度也隨之上升4-6℃，引起全球氣候波動，從而引發(fā)強烈的“溫室效應”。同時，隨著氣候變暖，陸地-海洋水汽蒸發(fā)量的增加，使得水文循環(huán)加強，這就導致卡尼期全球范圍內(nèi)廣泛接受了多期次的大規(guī)模降雨，氣候變得異常炎熱潮濕，使得以半干旱-干旱為主的三疊紀在卡尼期逐漸被濕熱氣候所替代，進而引發(fā)CPE事件，持續(xù)時間長達百萬年。

同時，CPE事件發(fā)生導致生態(tài)環(huán)境遭受嚴重破壞，致使當時食物鏈底層物種迅速消亡，造成生態(tài)失衡，進而影響食物鏈中-上層物種。最終導致地球上近三分之一的海洋生物及大量的陸生動-植物滅絕，生物多樣性也發(fā)生了根本上的演替。此外，CPE事件發(fā)生之前處于生態(tài)邊緣地位的恐龍類群發(fā)生明顯輻射演化，分異度和豐度都顯著上升，體型也明顯增大，并逐漸占據(jù)生態(tài)系統(tǒng)主導地位，成為地球新一代“霸主”。

啟示-敲響氣候變化警鐘

視野轉(zhuǎn)向當今人類社會，自工業(yè)革命以來，地球環(huán)境遭受人類影響的程度不斷加劇。隨著世界人口數(shù)量的激增以及人類大量燃燒化石燃料，全球CO2排放量急劇增加，形成溫室氣體，導致全球氣候變暖，使得洪水、海嘯、臺風等極端氣候災害事件在全球發(fā)生的頻率顯著增加，帶來的影響也愈發(fā)嚴重。

近年來，在氣候變暖的大背景下，全球范圍內(nèi)極端氣候事件和氣象災害呈現(xiàn)廣發(fā)、強發(fā)、頻發(fā)的態(tài)勢，暴雨、臺風、寒潮和異常的高溫天氣不期而至，給多國居民生命和財產(chǎn)安全造成嚴重威脅。2021年7月，受東亞大氣環(huán)流異常協(xié)同作用影響，我國河南省多地遭遇罕見的極端暴雨天氣。同時期歐洲中西部地區(qū)也遭遇極端強降水，引發(fā)嚴重洪澇災害，在德國、比利時等地造成重大人員傷亡。2022年7月，受熱帶季風影響，鄰國巴基斯坦境內(nèi)多地遭受多輪極端暴雨侵襲，引發(fā)了近半個世紀以來最為嚴重的洪澇災害。據(jù)統(tǒng)計，巴基斯坦的洪災導致近三分之一國土面積被淹沒，累計超過3000萬人受災并造成了大量人員傷亡和經(jīng)濟損失。

A：地球演化歷史中主要物種滅絕事件（CPE事件發(fā)生在2.33億年前）（來源：? D. Bonadonna/ MUSE,Trento）；B：CPE時期同顯生宙其他主要物種滅絕事件海洋物種滅絕率比對（Sepkoski., 1996）

A：早期恐龍所占物種比例示意圖（晚卡尼期至早諾利期呈現(xiàn)迅速增長趨勢，標本計數(shù)結(jié)果可能夸大趨勢）；B：來自47個動物群的主龍型生物和恐龍輻射演化氣泡圖（氣泡大小表示每個動物群的樣本大?。˙enton et al., 2018）

地質(zhì)時期全球大氣中CO2濃度（A）和全球各地區(qū)化石燃料年CO2排放（1850-2020，B）（Berner, 1997；Global Carbon Budget - Global Carbon Project, v2021）

全球自然災害類型及影響特點（1970-2019）（修改自李威等，2022；數(shù)據(jù)來源：WMO）

卡尼期濕潤幕，這場持續(xù)了100萬年之久的極端氣候事件，其主要誘發(fā)因素還是全球性的氣候變暖。而當下，極端氣候也已逐漸成為威脅人類生存的重大風險，深深影響著人類的生活。近年來，人類依賴化石能源進行發(fā)展，導致溫室效應的影響逐漸加劇，僅2020年就出現(xiàn)了兩次罕見的極地高溫。雖然人們?nèi)紵剂袭a(chǎn)生的CO2總量與卡尼期火山噴發(fā)釋放出的CO2總量相比，還相差甚遠，如同“小巫見大巫”。但是火山噴發(fā)釋放的CO2時間持續(xù)了數(shù)萬年乃至數(shù)百萬年，時間跨度大。相比起來，當今人類社會年平均排放量要多得多?？崞诨鹕絿姲l(fā)產(chǎn)生的連鎖反應使得全球氣候持續(xù)升溫，海洋酸化更加嚴重，最終導致了大規(guī)模的物種滅絕，生態(tài)系統(tǒng)發(fā)生根本上的改變。因此，如果人類把原本應該幾個世紀釋放的CO2含量壓縮到一個世紀內(nèi)釋放，全球氣溫再升高幾度，CPE事件可能會再次出現(xiàn)，那么帶來的后續(xù)危害是人類無法承受的，人類以及地球上的許多物種也許都會被新物種取代掉。