目前人們對伽馬射線暴的了解還相當少，伽馬射線暴也是近年天文中最活躍的領域之一。第一次生物大滅絕是在奧陶紀末期，距離人類最遙遠的一次災難性滅絕，應當是考察起來最麻煩的。那麼為什麼能夠判斷第一次生物大滅絕與人類的未知領域存在直接關係？

答案是，無法判斷。

我搞地質，現在博士論文就研究奧陶-志留界限的第一次生物大滅絕。但凡研究這一塊的，能夠看的文獻都是Nature、Science、EPSL、GCA、PNAS、Geology...文章都比較客觀。

前輩們跟我講：玩兒「深時」的東西，就一定要注意條件，並且形成證據鏈。條件之間要相互支持，並且相互約束。

依據將今論古的原則，我們應該通過現代環境找出反演古環境的一些指標：大氣中O2、CO2濃度；海洋中古生物特徵、海洋生產力、海洋環境；板塊構造特徵等一系列特徵......

單一的證據太單薄，無法「客觀」說明問題。

從百度百科上面看，伽馬射線暴導致30%的臭氧層遭受破壞。

其實臭氧層破壞，可能並不是由於伽馬射線暴而是由於火山噴發形成的。

（火山噴發會對大氣臭氧層產生破壞性影響）

而現在「一部分」地球科學學家認為，第一次生物大滅絕與火山噴發，也就是與LIP(大火成岩省)有關。

並且地球歷史上五次大規模的生物滅絕火山噴發均在其中發揮了巨大作用。

參考文獻：

1.Environmental changes in the Late Ordovician-early Silurian: Review and new insights from black shales and nitrogen isotopes

2.THE LATE ORDOVICIAN MASS EXTINCTION

3.A volcanic trigger for the Late Ordovician mass extinction? Mercury data from south China and Laurentia

還有幾十上百篇呢就不貼了。

誒為啥這些問題到我時間線上都是過了幾周以後呢。。。

我老闆和她的前前任碩士生正好今年發了一篇文章在PNAS上面(Bartlett et al., 2018)（被卡了3年真是可喜可賀），他們認為海洋缺氧可能是第二幕晚奧陶世大滅絕的原因。

用的主要地球化學方法就是鈾同位素啦，算是一個比較新的代用指標。鈾有4種同位素，其中比較多就是235U和238U兩種，都是放射性同位素，大概關心政治的小夥伴以及研究放射性測年的同學會比較了解這個。。。因為鈾的半衰期很長，所以我們在古海洋學研究中把鈾當做一種非傳統穩定同位素來研究，也就是不考慮鈾的放射性。像鈾這樣的重元素有一種很特別的行為，叫核體積效應（Nuclear volume effect），其原理就是原子半徑偏大的238U同位素會被優先富集在還原態的U組分里。

做元素地球化學的小夥伴應該知道鈾在海水中主要有兩種價態，分別是+6和+4價，當底層海水缺氧的時候，海水中的鈾就會在微生物作用下還原成+4價，變成不溶的形式沉澱到沉積物中。而在核體積效應的作用下，這部分的鈾的238U比例會偏高一些。當238U大量被還原掉沉澱以後，剩餘的海水的235U/238U 的比例就會偏小。根據這個原理我們可以推出如果缺氧海底的面積增大的話，海水鈾同位素的比例就會減小。

從自己的海報上拽下一張圖大概能稍微解釋一下鈾同位素變化是怎麼反映大洋缺氧的吧

回到老闆和前前任碩士生的研究，他們在加拿大采了一剖面的灰岩樣品（我們假定灰岩是可以保存古海水的同位素信息的），然後拿去測了鈾同位素，就在滅絕事件對應的層位上發現了負偏的趨勢。

Bartlett et al., 2018, 灰色條條表示滅絕事件。

然後就可以寫文章了。

關於為什麼會發生海洋缺氧，比較tricky的一點在於海洋缺氧發生在Hirnantian冰期達到頂峰的時候，大家都知道溫度越低水體氧氣溶解度越高，就很難解釋了。文章里把原因歸結為冰期導致的洋流變化和冰蓋減少了表層海水和大氣接觸的面積，以及由風帶入海洋的營養元素和上升流。

關於伽馬射線暴和大滅絕的關係我們之前討論過，大家吐槽每次大滅絕都怪到各種地外事件，瞎比一猜皆大歡喜死無對證balabala。所以個人還是傾向於認同有更多證據支持的假說，比如海洋缺氧。不過如果有什麼證據支持伽馬射線暴假說的歡迎發文章。

順便打個廣告老闆和她的前任碩士生David今年也經過跟審稿人艱苦卓絕的鬥智斗勇，發了文章認為泥盆紀末的大滅絕Hangenberg事件也是跟海洋缺氧有關的（White et al., 2018）。真是可喜可賀。

參考文獻：

Bartlett, R., Elrick, M., Wheeley, J. R., Polyak, V., Desrochers, A., Asmerom, Y. (2018). Abrupt global-ocean anoxia during the Late Ordovician–early Silurian detected using uranium isotopes of marine carbonates. Proceedings of the National Academy of Sciences, 115(23), 5896-5901.

Schauble, E. A. (2007). Role of nuclear volume in driving equilibrium stable isotope fractionation of mercury, thallium, and other very heavy elements. Geochimica et Cosmochimica Acta, 71(9), 2170-2189.

White, D. A., Elrick, M., Romaniello, S., Zhang, F. (2018). Global seawater redox trends during the Late Devonian mass extinction detected using U isotopes of marine limestones. Earth and Planetary Science Letters, 503, 68-77.

我認為目前不能判斷。如果某某百科或公眾號上說得很確定的話，那是不負責任的嘩眾取寵。

我們先來分析一下伽馬射線暴造成的滅絕是什麼樣的？

首先，極強烈的伽馬射線可能造成半個地球上被直接照射的生物立即死亡。

其次伽馬射線暴會破壞臭氧層，而臭氧層是太陽紫外線的重要屏障，沒有了臭氧層的保護，強烈的紫外線將在短時間內殺死地表和淺海的許多生物。

但深海生物不會受紫外線直接影響，如果深海生物也出現滅絕現象，應該是源自淺海生物滅絕導致的食物鏈破壞。

總之，如果出現陸生生物、淺海生物幾乎全部滅絕，而深海生物受影響的程度相對較小，同時熱帶地區滅絕情況更嚴重，兩極生物受影響較小（兩極太陽高度角較低，太陽輻射較弱），就可能暗示與臭氧層破壞有關。但是臭氧層的破壞，正如 @黑桃小生 所說的，也可能由火山活動造成。

那麼要證明是伽馬射線暴而不是火山，生物滅絕的速度就成了關鍵因素：伽馬射線暴造成的臭氧層破壞，是瞬間就達到最大程度，之後是緩慢恢復，這樣的話各種不同物種的滅絕就是短時間內同時發生的；而火山造成的臭氧層破壞則是緩慢進展，也許需要成千上萬年甚至上百萬年時間才達到最大值，如果是這種情況，滅絕就應當是先從少部分種類開始，之後逐漸增多的。

下面我們來看看奧陶紀末期發生的第一次大規模生物集群滅絕事件的特點。

第一，在奧陶紀，陸地上還沒有繁盛的生物，無法用以證明或證偽我們的猜想。 @雲舞空城 引用 @豹子 的觀點指出：奧陶紀之前陸地上可能已經有低等植物，有人說有苔蘚類植物，但另有說法指苔蘚類是在泥盆紀中期、繼蕨類植物之後才出現的（來自維基百科）。不管是哪種情況，至少在奧陶紀末期，陸地生物的化石數量還沒有多到足以讓我們判斷是否發生過滅絕事件的程度。

第二，有資料顯示當時淺海生物滅絕程度相對較高，深海生物受影響較小（因缺乏權威性，我就不給出來源了）。

第三，同上的資料指出，低緯度地區滅絕程度更嚴重。

第四，目前沒有看到生物在極短時間內同時滅絕的證據，相反有（也不見得可靠的）資料顯示滅絕過程可能持續時間較長。

綜上，奧陶紀末期生物集群滅絕事件，有一定可能性與臭氧層破壞有關，但還沒有決定性證據指向和伽馬射線暴有關，所以目前關於這次事件的主流觀點仍然是冰期和火山爆發；伽馬射線暴的假說也不能完全排除；另有一些學者則認為可能與小行星撞擊有關。

宇宙射線照射的隕石，會在表面留下一些核反應的痕迹。用於推論隕石的「受照射年齡」或者「受宇宙風化年齡」

α射線能到達的深度最淺，中子能到達的最深。可能還伴有其他離子的「撞擊」（分析手法一般是稀有氣體質譜）。

同理可能也有對地球的類似研究

（那基本是得靠想像了。。）

（想法不錯，等我閑了看看有沒有相關文xiao獻shuo）

奧陶紀大滅絕是和大冰期在一起，這是可以確定的。

至於為啥發生了滅絕和冰期，伽馬射線暴這只是可能的原因之一而已，爭議還挺大。

當然如果你看的是百度百科的話，就會產生「能夠判斷」的錯覺（滑稽）

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