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十博入口:让地球氧气在5亿年前猛增的神秘力量找到了


本文摘要:氧气是人类和动物生存的基础。

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氧气是人类和动物生存的基础。但是,古代地球极其氧气,是不折不扣的生命禁区。但是,到了5.8-5.2亿年左右,地球氧气急剧减少。

也许有神秘力量左右着地球氧含量的平衡点。多年来,科学家仍在寻找神秘的力量。到底是什么?你是怎么发挥作用的?9月2日,该谜团再次揭露,中英两国科学家在《自然-地球科学》中公开发表论文,声势浩大的造山运动将大量冷却岩输出海洋,冷却岩作为氧化剂,大气和海洋氧气逐渐减少,为大型简单多细胞生物的慢慢进化奠定了基础。

两次事件使地球慢慢水解46亿岁的高龄地球,曾经是没有活力的星球,空气中完全没有氧气。空气中的氧分子接近当前大气氧含量的0.001%。荒凉了二十多亿年后,距今约24亿年前,再次发生了第一次增氧事件。

大气氧含量超过现代大气氧含量的1%,真核生物首次出现在地球上。此时,一些低等藻类植物开展光合作用,但产生的氧气仍被大气中的还原性气体通过氧化作用消耗掉。这是着名的大水解事件。

指在较短的时间内,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科学技术日报记者。然而,在接下来的十几亿年里,大气氧的含量没有减少,妨碍了多细胞真核生物的进化。

目前学界指出,前寒武纪海洋中开展光合作用的主要是细菌、蓝藻等微生物。死后的有机质在海水中大量积累,大量消耗海水中的氧气,引起氧气。也就是说,前寒武纪海洋没有大的有机碳库,停止了氧含量的减少。

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朱茂炎说,这氧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氧气。因此,水质混浊,氧气。迄今为止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,引起多细胞真核生物大电磁辐射,动物慢的起源和寒武纪大爆炸。经过两次大气缓慢增氧事件,地球占现代大气含量的21%氧气,为动物的频繁出现和发展奠定了环境基础。

冷却岩变成海洋氧化剂,从混浊的氧气变成混浊的富氧,前寒武纪的海洋变成茧变成蝴蝶,究竟是什么原因引起了这个巨大的变化呢?迄今为止流行的假说是生物与环境合作进化模式。该模型明确提出,以反馈机制减少氧气的线性加快,与现在5.8-5.2亿年左右的大气和海洋氧气含量多次大规模变动,生物再次发生阶段性电磁辐射进化的实际情况不完全一致。朱茂炎率领的中英合作队花了几年时间,对距今5.8亿至5.2亿年前后的地质层和生命进化进一步仔细观察和研究,对地层中的碳同位素进行了比较分析,明确提出了新的地球系统模型,对本世纪末地球氧气迅速减少的原因提出了新的意见。

他们指出,距今5亿7千万年左右,地球上的主要大陆通过连接构成了冈瓦纳超强大陆和位于超强大陆内部的超中央造山带,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,山带经常构成突出的山脉,风化能力和海洋运输物质的能力显着强化。这时,距今8亿年左右,地球上堆积着厚厚的冷却岩。

含硫酸盐的冷却岩是氧化剂,可以水解海水中的有机质。朱茂炎通过硫酸盐复原成菌对海水中的有机质展开水解,黄铁矿埋在沉积物中,当时海洋中的有机碳库逐渐增加。同时,海洋中有机碳的慢水解,大量二氧化碳对大气废气,进一步加剧大气,加强陆地风化作用和冷却岩对海洋的输入量,海洋中有机碳库进一步水解,大气和海洋中的氧减少。从那以后,产生的氧气开始增加。

地球上的氧气创造了新的平衡,这个平衡仍然保持到现在。该新模型与该时期生物阶段的电磁辐射进化模型更加不同。新模式不仅检验了前寒武纪海洋中存在的大有机碳库存的假说,还支配了前寒武纪末期地球多次大规模冰期再次发生的假说。因为如果海洋中的大型有机碳库不被水解,大气中的二氧化碳就不会大幅度减少,气候也不会冻结。

结构驱动的海洋有机碳库的水解,在大气中废气大量的二氧化碳,气候变暖。正因为海洋的水解,海洋中的有机碳库变大了,作为气候的调节器也变弱了,寒武纪之后的地球很久没有发生过像前寒武纪那样的极端冰期气候事件了。


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