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泥盆纪后期灭绝事件（Late Devonian extinction），又称泥盆纪晚期灭绝事件，顾名思义发生于古生代泥盆纪晚期。是地球生物史上五次大规模物种灭绝事件中的第四大物种灭绝事件。
发生时间和长度尚有争议
泥盆纪后期灭绝事件有数次灭绝高峰期。
在泥盆纪最后的2千万至2千5百万年期间，灭绝速率明显高于背景灭绝速率。
虽然在泥盆纪晚期时有明显的大规模生物多样性丧失，但科学界对于灭绝事件的发生时间和长度却尚未确定。持续时间大致在有50万至2,500万年，时间段在吉维特阶中期至法门阶晚期。也就是说整个晚泥盆世都在发生灭绝，泥盆纪后期灭绝事件是五次灭绝事件中持续时间最长的一次灭绝事件。
对于此次大灭绝事件是由两次主要灭绝事件所组成，还是一连串的小型灭绝事件构成也尚不明确。目前相对有共识的结论可能是300万年间的多种因素引发多个灭绝事件共同组成了本次大灭绝 。
两次特别严重的灭绝事件是：凯尔瓦塞事件以及罕根堡事件。
发生在3.74亿年前的凯尔瓦塞事件（英语：Kellwasser event）是本次灭绝事件中最严重的，也是灭绝高峰期。这也是狭义的泥盆纪后期灭绝事件。
其实在凯尔瓦塞事件发生之前，地球已经存在漫长的生物多样性丧失。海洋生态系统遭到毁灭性的打击，淡水及陆地生物反而没怎么受到影响。它也是第一个因发现海洋无脊椎动物化石纪录而为人所知的灭绝事件。
凯尔瓦塞事件标志着泥盆纪最后一个时期法门阶动物群阶的开始，也就是弗拉斯阶 - 法门阶的边界。地质纪录显示该段时期有两个不同的缺氧页岩层，因此它有可能是由两个不同、但距离甚近的事件所组成。
第二大的是罕根堡事件（Hangenberg Event）则终结了泥盆纪时期，是泥盆纪与石炭纪分界，是泥盆纪后期灭绝事件的最后一个灭绝高峰期。罕根堡事件不仅影响了海洋生态系还影响了陆地生态系。罕根堡事件，可能是造成柔默空缺的元凶。
（柔默空缺（Romer's Gap）是指约3亿6千万年前泥盆纪末期至3亿4千万年前石炭纪早期一段缺乏化石纪录的时期。）
泥盆纪后期灭绝事件的影响：
此次灭绝事件伴随着大规模的海洋含氧量降低。氧气的缺乏导致有机物的降解速率减缓，使其保存更为容易。加之多孔的礁石本来就容易保存石油，使得泥盆纪的地层成为石油开采的重要来源。
海洋生物大约有22%的科在本次事件灭绝，其中大多是无脊椎动物。另外约57%的属和至少75%的种灭绝。但是由于化石纪录的保存不易，使得灭绝速率的估计很困难。
最主要受到泥盆纪后期灭绝事件影响的海洋生物有：腕足动物、三叶虫、菊石目、牙形石纲、无颌总纲和疑源类。
所有盾皮鱼，所有头甲鱼，艾登堡母鱼、真掌鳍鱼和提塔利克鱼等都在这次灭绝事件中销声匿迹了。
灭绝的可能原因：
泥盆纪后期灭绝事件持续了很长的一段时间，很难将其归因于单一的因素。灭绝的原因可能有以下几种。
1.气候变迁。
泥盆纪时期大量的植物光合作用，使大气中二氧化碳浓度明显降低。二氧化碳是地球大气中的主要温室气体，这种现象可能导致气候的寒冷化。有学者认为晚泥盆世大灭绝也与冰期有关。但这都无法完整解释所有现象。
2.天体撞击
在瑞典的Siljan地区发现了疑似这一时期的陨石坑，其直径达52千米；在美国内华达洲的Alamo地区和德国的Aoenau地区均发现有陨石坑。这些撞击坑的形成时间都尚未确定，因此不足以用以证明与本事件有关。甚至有人认为是小行星撞击导致了本次大灭绝，但目前尚无坚实的证据支持此说法。
3.超新星爆发说。
美国学者于2020年研究了存在于泥盆纪和石炭纪过渡期的数千年的化石孢子，发现这些孢子有被紫外线破坏的迹象。据此认为是一场来自太空的灾难性事件对地球臭氧层造成了破坏。最大的可能就是太阳系附近的超新星爆发，使得地球上约70%的无脊椎动物死亡。
4.植物演化引起藻类泛滥说
维管束的出现使得植物从泥盆纪初期的30公分演化至后期的30米，整整高出了100倍，植物的身躯也长得更大且复杂。与此同时，种子的出现使植物的散布范围扩展到不是常年潮湿的区域。
较高大的植物需要较深的根系以获取水分及养分，并且提供较有效的支撑，森林分布的大幅扩展连带破坏了地表上层岩石的结构，进而形成较深的土壤。
这种风化作用从岩层中释放了大量藻类需要的营养盐，流入水中造成藻类的大量孳生，也就是富营养化，使水底严重缺氧。地层纪录显示，缺氧事件与灭绝高峰期的相关性大于全球冷化现象，因此缺氧事件可能在此次灭绝事件中扮演主要的角色。
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