急驟漫天瀉浪潮：回望2.3億年前晚三疊世卡尼期濕潤幕（CPE）

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代生物群開始形成轉變的過渡時期，其起始于距今2.52億年前，結束于2.01億年前，延續了約5100萬年。隨著二疊紀末極端氣候事件造成的全球性環境生態系統崩塌，早三疊世氣候與生物經歷了漫長的復蘇階段，并伴隨著生態系統的多次崩塌和重建。至中三疊世環境趨于穩定，形成較為完整的生態系統，全球氣候與海洋環境明顯改善。晚三疊世時期先后發生兩次生物滅絕事件，其中卡尼期濕潤暮事件（Carnian Pluvial Episode）的發生，重創了早-中三疊世海洋生物群，使生物多樣性發生了改變，同時也開創了爬行動物和裸子植物的空前繁盛，并出現了恐龍等新一代中生代霸主，使得現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;2.意大利朱利安阿爾卑斯地區;3.匈牙利Transdanubian山脈;4.奧地利鈣質阿爾卑斯山北部;5.意大利Lagonegro盆地;6.土耳其安塔利亞地區;7.西班牙伊比利亞地區;8.英國德文郡;9.歐洲中部盆地;10.巴倫支海地區;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;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;26.湖北秭歸盆地;27.鄂爾多斯盆地；28.日本地區. 古地理圖據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沉積事件，以全球不同緯度短時內降雨量明顯增加，水文循環大幅加強，環境溫度、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阿爾卑斯地區被識別出，表現為碳酸鹽巖突變至黑色頁巖，被稱為“Reingraben轉折”。此后，CPE沉積記錄不斷在環特提斯域地區被廣泛識別，并在泛大洋和北極地區也存在類似事件記錄。至此，CPE影響范圍逐步從環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。大量研究證據表明，CPE對三疊紀海洋和陸地生態系統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，同時它也驅動了中生代生態-環境的演化，促進了現代生態系統的形成。

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）所環繞，而其間環抱著特提斯洋（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，在泛大陸內部出現大規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（Wrangellian Terrane）。

火山持續性的幕次噴發導致大氣中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，從而引發強烈的“溫室效應”。同時，隨著氣候變暖，陸地-海洋水汽蒸發量的增加，使得水文循環加強，這就導致卡尼期全球范圍內廣泛接受了多期次的大規模降雨，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CPE事件，持續時間長達百萬年。

同時，CPE事件發生導致生態環境遭受嚴重破壞，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，生物多樣性也發生了根本上的演替。此外，CPE事件發生之前處于生態邊緣地位的恐龍類群發生明顯輻射演化，分異度和豐度都顯著上升，體型也明顯增大，并逐漸占據生態系統主導地位，成為地球新一代“霸主”。

啟示-敲響氣候變化警鐘

視野轉向當今人類社會，自工業革命以來，地球環境遭受人類影響的程度不斷加劇。隨著世界人口數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生的頻率顯著增加，帶來的影響也愈發嚴重。

近年來，在氣候變暖的大背景下，全球范圍內極端氣候事件和氣象災害呈現廣發、強發、頻發的態勢，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安全造成嚴重威脅。2021年7月，受東亞大氣環流異常協同作用影響，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也遭遇極端強降水，引發嚴重洪澇災害，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，鄰國巴基斯坦境內多地遭受多輪極端暴雨侵襲，引發了近半個世紀以來最為嚴重的洪澇災害。據統計，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濟損失。

A：地球演化歷史中主要物種滅絕事件（CPE事件發生在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迅速增長趨勢，標本計數結果可能夸大趨勢）；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小）（Benton et al., 2018）

地質時期全球大氣中CO2濃度（A）和全球各地區化石燃料年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；數據來源：WMO）

卡尼期濕潤幕，這場持續了100萬年之久的極端氣候事件，其主要誘發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展，導致溫室效應的影響逐漸加劇，僅2020年就出現了兩次罕見的極地高溫。雖然人們燃燒化石燃料產生的CO2總量與卡尼期火山噴發釋放出的CO2總量相比，還相差甚遠，如同“小巫見大巫”。但是火山噴發釋放的CO2時間持續了數萬年乃至數百萬年，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。卡尼期火山噴發產生的連鎖反應使得全球氣候持續升溫，海洋酸化更加嚴重，最終導致了大規模的物種滅絕，生態系統發生根本上的改變。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釋放，全球氣溫再升高幾度，CPE事件可能會再次出現，那么帶來的后續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。