英国南安普顿大学（University of Southampton）的研究人员研究发现，两次强烈的火山活动引发了一段时间的全球变冷和海洋中氧气含量下降，导致了地球历史上最严重的物种灭绝之一。南安普顿大学与奥尔登堡大学、利兹大学和普利茅斯大学的研究人员合作，研究了大约4.5亿年前极端环境变化时期火山灰和熔岩对海洋化学物质的影响。他们的研究结果发表在《自然·地球科学》（Nature Geoscience）杂志上。这一时期带来的强烈冷却作用，形成了该时期明显的冰川运动和“晚奥陶世大灭绝”。这次大灭绝使约85%的海洋生物灭绝，改变了地球生命进化史。
有人认为，全球变冷是由向海洋输入的磷的增加驱动的。磷是生命的关键元素之一，决定了藻类等微小水生生物利用光合作用将二氧化碳转化为有机物的速度，从而影响全球气候变化。尚未解决的问题是，为什么冰川事件和生物大灭绝发生时间相隔了~1000万年，而磷元素的大量增加也很难通过气候变冷来解释。
研究团队发现，在北美洲和中国南方地区发生了2次规模巨大的火山活动，时间与冰川事件以及生物大灭绝的两个高峰期非常接近。但通常强烈的火山活动会释放大量的二氧化碳反而会加剧全球变暖，所以必然存在因素导致骤然变冷事件发生。研究小组考虑，火山物质的自然分解或“风化”，可能是冰川作用所需的磷元素富集的主要原因，也是气候突然变冷的始作俑者。
因此，研究团队对比了海洋沉积物中火山灰层被海水作用前后的磷元素含量变化，发现了奥陶纪期间大规模喷发产生的大量火山层的潜在地球化学影响。他们提出了一个全球生物地球化学模型，解释了火山作用导致海洋磷元素富集对全球碳循环的连锁反应机理。他们的模型认为，奥陶纪形成大量海底火山物质经历了一定海水风化分解作用后，释放了大量磷元素到海洋中，影响了海洋藻类大爆发，导致大量的碳元素被固定封存，气候持续变冷，引发冰川作用、海洋氧含量普遍降低和大规模灭绝。
研究人员得出结论，大规模火山爆发虽然在短时间内通过排放大量温室气体使气候变暖，但同样也可以在数百万年的时间尺度上推动全球变冷。该研究可能会改写对地球历史上其他大规模灭绝事件的重新认识。（王琳 编译）
