包括中、美兩國(guó)科學(xué)家在內(nèi)的國(guó)際研究小組9月26日表示,他們發(fā)現(xiàn)了將極端的氣候變化、空氣含氧成分增加與早期動(dòng)物進(jìn)化連接起來(lái)的新證據(jù)。中國(guó)地質(zhì)大學(xué)的科學(xué)家參與了該項(xiàng)研究。
長(zhǎng)期以來(lái),人們推測(cè)大氣中氧氣成分的突然增加是早期動(dòng)物進(jìn)化的誘發(fā)因素。
不過(guò),動(dòng)物進(jìn)化和環(huán)境之間的因果關(guān)系一直只是激烈爭(zhēng)辯的話題,相關(guān)的研究因?yàn)槿狈χ苯幼C據(jù)而受到阻礙。
在9月27日出版的《自然》雜志上,美國(guó)內(nèi)華達(dá)大學(xué)科學(xué)家領(lǐng)導(dǎo)的國(guó)際研究小組首次提供了早期動(dòng)物多樣化趨勢(shì)與地球系統(tǒng)過(guò)程變化兩者間直接相關(guān)聯(lián)的證據(jù)。
他們認(rèn)為,化石記錄顯示,大約在6.35億年前,動(dòng)物和水藻明顯增加。對(duì)從中國(guó)南部發(fā)掘的富含生物巖石進(jìn)行分析,科學(xué)家發(fā)現(xiàn),同時(shí)期在嚴(yán)酷的冰川之后,海洋含氧量突然出現(xiàn)峰值。
美國(guó)加州大學(xué)生物地質(zhì)化學(xué)教授蒂莫西·萊昂斯表示,長(zhǎng)期以來(lái),人們推測(cè)地球歷史上在經(jīng)歷最劇烈的氣候變化后,地球的含氧量發(fā)生變化,新完成的研究首次為該推斷提供了真實(shí)的證據(jù)。
研究小組在分析采自中國(guó)南部陡山沱地層泥巖中代表早期含氧量的微量元素和硫同位素后,發(fā)現(xiàn)微量元素的濃度達(dá)到高峰,說(shuō)明當(dāng)時(shí)在全球范圍內(nèi),海水中具有更高的含氧量。
曾在加州大學(xué)攻讀研究生、目前在加州理工的諾亞·普蘭納夫斯基說(shuō),他們獲得了陡山沱地層泥巖中鉬和釩的含量,結(jié)果顯示全球海洋含氧豐富。而含氧豐富的海洋是早期動(dòng)物多樣化的環(huán)境保障。
中國(guó)南部泥巖中高微量元素含量與現(xiàn)在海洋沉積物中相當(dāng),這表明大約在6.35億年前,海洋大氣系統(tǒng)中的氧成分出現(xiàn)了巨增。
根據(jù)研究人員的分析,氧含量增加很可能是由于被埋藏的有機(jī)碳在增加,這其中的原因是寒冷冰川過(guò)后出現(xiàn)更多養(yǎng)分的結(jié)果。
萊昂斯和普蘭納夫斯基曾在過(guò)去的研究中爭(zhēng)辯說(shuō),同大量冰川相關(guān)的養(yǎng)分過(guò)量可能導(dǎo)致大量碳被埋和氧化。
來(lái)自光合生物的有機(jī)碳被埋于海洋沉積物可導(dǎo)致大量的氧被釋放到海洋大氣系統(tǒng)中。萊昂斯表示,中國(guó)南部泥巖中獲得的新的微量元素證據(jù)看上去證實(shí)了這些假設(shè)。