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让地球氧气在5亿年前猛增的神秘力量找到了

发布时间:2021-05-29人气:
本文摘要:氧气是人类和动物赖以生存的基础。但是,远古时期的地球曾极为氧气,是一片不折不扣的生命禁区。然而,到了距今5.8—5.2亿年左右,地球氧气却猛地减少了。或许有一种谜样力量在左右着地球氧气含量的平衡点。 多年来,科学家仍然在找寻那股谜样力量。它到底是什么?又是如何发挥作用的?

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氧气是人类和动物赖以生存的基础。但是,远古时期的地球曾极为氧气,是一片不折不扣的生命禁区。然而,到了距今5.8—5.2亿年左右,地球氧气却猛地减少了。或许有一种谜样力量在左右着地球氧气含量的平衡点。

多年来,科学家仍然在找寻那股谜样力量。它到底是什么?又是如何发挥作用的?9月2日,这个谜底再一揭露了:中英两国科学家在《大自然—地球科学》公开发表论文,指出声势浩大的造山运动将大量冷却岩输出海洋,冷却岩作为一种氧化剂,使得大气和海洋中的氧气较慢减少,为大型简单多细胞生物的较慢进化获取了基础。两次事件让地球较慢“水解”46亿岁“高龄”的地球,曾是一个没什么生机的星球,空气中完全没氧气。

空气中的氧分子还将近现在大气氧含量的0.001%。荒凉了二十多亿年后,在距今大约24亿年前,再一再次发生了第一次增氧事件。

大气含氧量超过现代大气含氧量1%的水平,真核生物在地球上首次经常出现。此时,一些低等的藻类植物展开光合作用,但产生的氧气仍然被大气中的还原性气体通过氧化作用消耗掉。

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“这是知名的‘大水解事件’。它所指在比较较短的时间内,大气氧含量明显下降的过程。

”中国科学院南京地质古生物研究所研究员朱茂炎告诉他科技日报记者。但随后十几亿年里,大气氧含量却没减少,妨碍了多细胞真核生物的进化。目前学界指出,前寒武纪海洋中展开光合作用的主要是细菌、蓝藻等微生物。

它们丧生后的有机质在海水中大大累积,大量消耗海水中的氧气,从而造成氧气。“也就是说,前寒武纪海洋中不存在一个极大有机碳库,制止了氧含量的减少。”朱茂炎说道,这种氧气的海洋类似于现在的极大沼泽池,水中大量腐殖的有机质大大消耗着氧气。因此,水质混浊并氧气。

直到距今5.8亿—5.2亿年前后,地球再次发生第二次大水解事件,大气中的氧含量减少到现代大气氧含量的60%以上的水平,大洋也全部水解,造成多细胞真核生物大电磁辐射,以及动物较慢起源和寒武纪大爆发。经过2次大气较慢增氧事件,地球才有了占有现代大气含量21%的氧气,为动物的经常出现和发展获取了环境基础。冷却岩沦为海洋氧化剂从混浊氧气到混浊富氧,前寒武纪的海洋如同化茧成蝶,到底是什么原因造成这一巨变呢?此前,风行的假说是“生物与环境协同进化模型”。这个模型明确提出的于是以反馈机制展现出为氧气减少的线性加快,这与距今5.8—5.2亿年左右大气和海洋氧气含量多次大规模波动,生物再次发生阶段性电磁辐射进化的实际情况毕竟不完全一致的。

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朱茂炎率领的中英合作团队耗时数年,对距今5.8亿到5.2亿年前后的地质层和生命进化做到了更进一步的仔细观察和研究,对地层中的碳同位素展开对比分析,明确提出了一个新的地球系统模型,对这世纪末地球氧气很快减少的原因得出了新的看法。他们指出,距今5.7亿年前后,地球上的主要大陆通过拼接构成了一个冈瓦纳超强大陆和坐落于超强大陆内部的超级中央造山带上,将8亿年前后大量沉积的冷却岩矿物风化风蚀输出海洋。据介绍,造山带上往往构成比较突起的山脉,风化能力和往海洋运送物质的能力都会显著强化。

恰是此时,即距今8亿年前后,地球上沉积了较厚的冷却岩。“含有硫酸盐的冷却岩是一种氧化剂,可以水解海水中的有机质。”朱茂炎告诉他记者,通过硫酸盐还原成菌对海水中的有机质展开水解,构成黄铁矿埋在沉积物中,造成当时海洋中有机碳库较慢增加。

同时,海洋中有机碳的较慢水解,向大气废气大量二氧化碳,更进一步造成大气加剧,强化了陆地风化作用和冷却岩向海洋的输入量,海洋中有机碳库更进一步被水解,使得大气和海洋中的氧气较慢减少。从此,产生的氧气开始净增。地球上的氧气创建起了新的均衡,而这个均衡仍然保持到现在。这个新的模型与该时期生物的阶段电磁辐射进化模型更为与众不同。

新的模型不仅检验了前寒武纪海洋中极大有机碳库存在的假说,还为海洋中极大有机碳库的变化掌控着前寒武纪末期地球多次大规模冰期再次发生的假说获取了承托。因为海洋中极大有机碳库如果不被水解,大气中的二氧化碳就不会大大减少,气候就不会显得更加冻。而结构驱动的海洋有机碳库的水解,向大气中废气大量二氧化碳,气候就显得更加变暖。

正是由于海洋的水解,海洋中有机碳库变大,它作为气候的调节器起到也就弱化,寒武纪之后的地球很久没再次发生过类似于前寒武纪的“雪球地球”那样的极端冰期气候事件。


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