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南京古生物专家参与提出新模型揭秘地球早期缺氧海洋如何被氧化

发布时间:20-05-23

南京古生物专家参与提出新模型

揭秘地球早期缺氧海洋如何被氧化

南报网讯(记者 毛庆 通讯员 陈孝正)已有研究表明,早期地球是极端缺氧的,但5.8—5.2亿年前后含氧量却快速增加。今天,中英两国科学家在《自然—地球科学》发表论文,认为大规模造山运动将大量蒸发岩输入海洋,蒸发岩作为大洋的氧化剂,使得寒武纪大爆发之前普遍缺氧的深部大洋得以氧化,从而导致大气和海洋中氧气含量快速增加,为地球大型复杂多细胞生命的快速演化奠定了基本条件。

距今5.8—5.2亿年前后,地球发生大氧化事件,大气中的氧含量增加到现代大气氧含量的60%以上的水平,大洋也全部氧化,导致多细胞真核生物大辐射,以及动物的快速起源和寒武纪大爆发。浑浊缺氧的前寒武纪海洋是如何变得清澈富含氧气的呢?

参与此项研究的中国科学院南京地质古生物研究所研究员朱茂炎介绍,团队分析9亿年以来全球海水碳酸盐的碳同位素演变过程,认为5.7亿年前后,地球上的主要大陆通过拼合形成了一个冈瓦纳超大陆和位于超大陆内部的超级中央造山带,将8亿年前后大量沉积的蒸发岩矿物风化剥蚀输入海洋。富含硫酸盐的蒸发岩是一种氧化剂,可以通过硫酸盐还原菌对海水中的有机质进行氧化,形成黄铁矿埋藏在沉积物中,导致当时海洋中有机碳库快速减少。同时,海洋中有机碳的快速氧化,向大气排放大量CO2,进一步导致大气升温,加强了陆地风化作用和蒸发岩向海洋的输入量,海洋中有机碳库进一步被氧化,使得大气和海洋中的氧气快速增加。

据介绍,新模型不仅验证了前寒武纪海洋中巨大有机碳库存在的假说,还为海洋中巨大有机碳库的变化控制着前寒武纪末期地球多次大规模冰期发生的假说提供了支撑。正是由于海洋的氧化,海洋中有机碳库变小,它作为气候的调节器作用也就减弱,寒武纪之后的地球再也没有发生过类似前寒武纪的“雪球地球”那样的极端冰期气候事件。