地球生命的起源、繁盛、更替和灭绝均与环境和气候变化息息相关。深入剖析地史时期重大环境气候和生命演化事件的触发机制、发展过程以及互馈机制是地球系统科学与宜居性演化研究的核心问题之一，可为评估和预测当今全球变化背景下生物多样性的未来发展趋势提供历史镜鉴和科学支撑。中石炭纪谢尔普霍夫阶(约3.3亿年前)发生了一次显著的生命灭绝事件，导致约26%的海洋无脊椎动物丧生，并对生态系统结构造成严重冲击，为生命-环境协同演化研究提供了典型素材。

前人研究认为，与晚古生代冰期(late Paleozoic ice age–LPIA)相伴随的全球变冷、栖息地减少以及气候季节性变化加剧是造成这次生命灭绝的主要原因。然而，随着研究的深入发现，LPIA的持续时间远长于谢尔普霍夫阶生命灭绝，且冰盛期与生物多样性减少在时间上缺乏很好的一致性。因此，LPIA与谢尔普霍夫阶生命灭绝之间的因果联系及其作用机制尚不明确。

针对上述问题，研究者从生物赖以生存的海洋自身出发，选取华南沉积连续、研究程度高的纳庆剖面开展高分辨率多硫同位素(d³⁴S-D³³S)研究，重建当时海洋氧化还原条件的时空演化特征，并结合生物地层学和沉积岩石学资料，探讨LPIA、海平面变化、海洋氧化还原状态波动以及生命灭绝之间的联系。结果显示：谢尔普霍夫阶生命灭绝期间，多硫同位素间歇性出现负d³⁴S和负D³³S的数据特征(图1)。

图1. 纳庆剖面多硫同位素(d³⁴S-D³³S)组成的变化特征。

结合硫的生物地球化学循环和多硫同位素分馏机理的综合分析(图2)，该结果指示了中石炭纪表层海水呈缺氧-氧化的动态波动特征，并与海平面频繁升降、不同古陆冰川的扩张和消融以及生物多样性减少相对应(图3)。

图2. 纳庆剖面多硫同位素(d³⁴S-D³³S)组成解释的理论框架。

图3. 中石炭纪多硫同位素(d³⁴S-D³³S)组成与生命灭绝、冰川演化以及海平面变化的联系。

通过综合总结和梳理已发表的全球不同区域古海洋氧化还原条件数据，研究者认为，中石炭纪存在深海缺氧特征，并且，与LPIA相伴随的气候变冷以及海平面升降导致深部缺氧水体上涌至浅海陆架，最终威胁生物生存。该研究阐明了LPIA、海平面升降、海洋氧化还原条件波动以及生物多样性减少之间的联系机制，为谢尔普霍夫阶生命灭绝的环境因素提供了新的视角。