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本次研究的部分深埋于地下400到700多米的寒武纪大爆发主幕期间的岩石。南京古生物研究所供图

中新网南京4月10日电(杨颜慈)地球生命的起源演化与氧气息息相关,特别是寒武纪物种大爆发的外界环境,一直为国际地质学界所聚焦。中国科学院南京古生物研究所10日公布一项最新发现:在寒武纪大爆发主幕期间,中国华南地区未发现大规模氧化事件,即大气中含氧量并未发现明显增加。

长期以来,地质学家对地球大气—海洋系统从地球诞生之初的缺氧环境以怎样的型式、在什么时间节点逐渐演进到接近于现代的富氧状态,一直抱有浓厚兴趣,并且这被认为是地球早期生命研究中最核心的环境因素之一。

近期,由中国科学院南京地质古生物研究所向雷博士、张华博士等中国科学家联合加拿大科研人员,通过对浙江省西部一口科学勘探井的钻芯样品进行系统分析,所获得的数据显示:从埃迪卡拉纪蓝田组(距今约5.5亿年)到寒武纪第四阶荷塘组(距今约5.1亿年),自始至终都处于缺氧环境,未出现任何氧化水体。

向雷介绍,地球在大约46亿年前形成的时候并不含有氧气,因此也没有任何生命迹象。经过古元古代(约23亿年前)和新元古代(约10亿-5.5亿年前)的两次大氧化事件,地球大气中的含氧量逐渐升高,约为当今水平的1/10。随着氧气的增长,地球逐渐孕育出多细胞动物等生命体,生物种类与数量也出现较为明显增加。

“直到寒武纪大爆发主幕期间,在约5.2亿年前,地球上现在所有重要生物门类都已出现。因此,科学界认为,在新元古代大氧化事件之后,必然还存在着一次或多次大幅度的氧化事件。”向雷称,但这些氧化事件是否发生在寒武纪早期,抑或是否发生寒武纪生物大爆发主幕期间(寒武纪第三阶),更或者海洋—大气含氧量水平是否要接近于现代值海洋生物才能够实现生物进化上的大突破等,这些科学问题近年来广受关注,但尚无定论。

此次的研究成果,则排除了大规模氧化事件发生在恢弘壮丽的寒武纪生物大爆发主幕期间(寒武纪第三阶)的可能性。

向雷告诉记者,通过研究深埋于地下400到700多米的寒武纪大爆发主幕期间的岩石记录,并通过对岩石内有机碳含量(TOC)及Mo、U等微量元素的分析,可以在特定环境下还原出当时的海洋含氧量乃至大气含氧量。

“研究发现,在寒武纪大爆发主幕期间,中国南方海洋并未发生全面氧化。相反,在浙西等地缺氧水体还有一定程度的扩展,而海洋Mo与U含量真正上升到接近于现代值发生在寒武纪大爆发主幕之后(寒武纪第四阶)。从而,寒武纪大爆发主幕并未发生大规模的大气与海洋氧化事件,而真正导致寒武纪大爆发的直接或触发机制还需进一步研究。 ”向雷称。

该研究成果已在线发表在国际知名地学期刊《地球和行星科学通讯》(Earth and Planetary Science Letters)。该项研究得到了中国科学院战略性先导科技专项和国家自然科学基金委的资助。(完)


来源:嘉兴在线—嘉兴日报    作者:摄影 记者 冯玉坤    编辑:李源    责任编辑:胡金波
 
 
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