國際著名學術期刊《自然-通訊》的研究論文《二疊紀末生命大滅絕過程中厭氧海水的間歇性上湧：來自硫同位素的證據》，對地球歷史上最大一次生命滅絕事件的原因提出了新的地球化學證據。作者是中國科技大學地球和空間科學學院、中國科學院殼幔物質（crust mantle cycle）與環境重點實驗室「千人計畫」教授沈延安博士。
該文認為二疊紀末海洋的深部海水缺氧，並且在海洋深部的某些區域富集二氧化碳及硫化氫(一種聞似臭雞蛋氣味的有毒氣體)。當這些深部海水上湧到海洋的淺水地區時，就會造成海洋生物的大量滅絕。
最近五億年，大規模的生物大滅絕就出現過5次之多
長期以來，恐龍滅絕之謎一直令人津津樂道。這種波及全球，使大量的生物類群在短時間內消亡，造成突然集群滅絕的現象，古生物學家稱之為生物大滅絕。最近五億年以來大規模的生物大滅絕就出現過5次之多，其中發生在古、中生代之交的，即二疊紀末的生物大滅絕規模最大，對生物發展的影響也最為深刻。有統計顯示，地球上90%以上的海洋生物物種和75%左右的陸地生物物種在這一時期全部都滅絕了。中國科學院南京地質古生物研究所科學家表示，這是一次超級大滅絕，生態系統也徹底得到更新，其他各次的滅絕都遠不及這次大滅絕。
通過豐富的地殼資料再現了二疊紀末的生物大滅絕慘況。從海洋生物來看，到了二疊紀末，四射珊瑚、蜓、鈣質海綿、腕足類、三葉蟲等門類相繼消亡或大量消減，生物礁生態系統全面崩潰，碳埋藏幾乎全面停止。在陸生生物中，石炭紀-二疊紀植物群以蕨類為主，在濱海沼澤地帶形成森林，但至二疊紀末快速消亡，被矮小的裸子植物代替。在二疊紀最有代表性的陸生動物就是四足類的脊椎動物，但至二疊紀末，63%的四足類的科迅速滅絕。
目前對生物大滅絕的原因有多種不同的解釋，有天體撞擊說、溫室效應說、酸雨說…，眾說不一還沒有一個公認的一致說法。
那到底是什麼原因導致了這場全球範圍內的大滅絕？這個研究首次分析了與大滅絕有關層位的多種硫同位素組成，著重探討大滅絕之前生物物種減少的原因以及它們和大滅絕的關係，這是前人很少甚至沒有涉及的，從而給大滅絕的成因提供了一個新的思路。研究中重大發現：硫同位素異常。
地質剖面岩石中含有的黃鐵礦(一種含硫的礦物，化學分子式是：FeS2)並有多種硫同位素組成(32S、33S、34S、36S)。研究者說，海水中有硫酸鹽(SO42-)，硫酸鹽還原細菌可以將硫酸鹽還原從而產生H2S(一種聞似臭雞蛋的氣體)，H2S隨後與鐵發生化學反應生成黃鐵礦。硫同位素的組成主要受硫酸鹽還原條件以及海洋環境的控制。
根據微生物及化學實驗的結果，黃鐵礦的硫同位素組成範圍大致是一定的。但是從浙江煤山剖面測定的某些硫同位素值與理論的「推測值」不相符合，並且這種現象每隔一段時間就會出現一次，研究發現了「硫同位素階段性異常」。
異常緣於深部海水上湧 有毒氣體上湧導致大滅絕
根據同位素地球化學原理，只有在深部缺少氧氣的海水上湧到淺部的特殊條件下，才能夠產生我們所觀察到的硫同位素異常值。硫同位素值的異常說明了當時深部海水的上湧。目前，來自世界諸多地區如華南、丹麥、日本、加拿大等的地質記錄與地球化學資料表明，二疊紀末的海洋與現代全部富含氧氣的海洋是不同的，當時的海洋是分層的，即海洋的淺部海水是富含氧氣的，而深部海水是缺少氧氣的。
沈教授解釋說，「深部海水攜帶著海洋深處大量的有毒氣體一起湧上，這對於淺海及陸地上的生物而言將會是一個毀滅性的打擊。」、「我們談到海水中的有毒氣體主要包括二氧化碳、硫化氫等。淺部海水由於富含氧氣，硫酸鹽還原作用不能在水體中發生。只有在缺少氧氣的海洋條件下，硫酸鹽還原細菌才能夠將海水中的硫酸鹽還原產生二氧化碳以及臭雞蛋一樣味道的硫化氫，從而使得深部海水中富集這些氣體。」。他指出現代的黑海為「硫化海洋」的典型代表之一。在200米之下，黑海缺少氧氣，海水中的硫酸鹽還原作用使「黑海」深部水體中富集硫化氫。
沈教授的研究指向「受海水表面的風力所驅動，以及海水中有機質的產生與搬運、海洋的迴圈方式等諸多因素的影響，深部海水發生了上湧，大量的二氧化碳和硫化氫被釋放到淺部海水和空氣中，從而導致了大量生物的滅絕。」
二氧化碳升高可能導致海洋缺氧
「研究二疊紀末的生物大滅絕對於我們現代環境有重要的啟示意義。」沈教授提醒說，「在特定的條件下，二氧化碳的升高可能導致海洋缺氧，進而危害人類的生存環境。二氧化碳不斷升高的本身不會造成海洋的缺氧，但在極端的情況下，由此產生的後果是有科學依據的。」
沈教授強調說，「儘管我們希望通過我們的工作來更好的服務于現代的環境，但我們不可能準確預測現代海洋如何變化，影響因素可能成千上萬，如同最開始所說，我們只是提供一個思路，探索一個新的方向。」
5次地球生命大滅絕
4.4億年前奧陶紀6500萬年85%物種慘遭滅絕
3.65億年前泥盆紀5000萬年海洋生物遭受滅頂之災
2.5億年前二疊紀4500萬年90%生物慘遭滅絕
2億年前三疊紀5000萬年爬行類動物受到重創
1.37億年前白堊紀7000萬年恐龍滅絕
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