科學(xué)家最新研究稱(chēng)，地球遠古時(shí)期1億年時(shí)間氧氣指數緩慢升高，最終引爆寒武紀
生物大爆發(fā)。圖中是馬爾三葉蟲(chóng)化石。
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生命進(jìn)化并非“爆發(fā)式發(fā)展”，經(jīng)歷了1億年達到現今大氣層氧氣指數的10%，地球生命逐漸出現了多樣化發(fā)展。
科學(xué)家認為，地球上最早期生命是厭氧型生物，它們不需要氧氣便能幸存下來(lái)，在25億年前至6億年前之間，當時(shí)大氣層缺少氧氣。然而大約6億年前出現生命大爆發(fā)，出現動(dòng)物生命爆發(fā)式進(jìn)化，同時(shí)大氣氧氣含量增高。
美國、加拿大和中國寒武紀時(shí)期巖石樣本能夠揭曉這一過(guò)程需要多長(cháng)時(shí)間完成，研究人員稱(chēng)，大約1億年時(shí)間氧氣含量從現今地球大氣的1%上升至10%?？茖W(xué)家指出，早期動(dòng)物進(jìn)化很可能是通過(guò)增大氧氣含量而啟動(dòng)的，而不是動(dòng)物行為改變導致氧氣含量升高。英國倫敦大學(xué)學(xué)院生物地球化學(xué)家菲利普-波格-斯特拉德曼(Philip Pogge von Strandmann)博士稱(chēng)，我們希望發(fā)現生命進(jìn)化與地球氣候進(jìn)化的關(guān)聯(lián)性。
問(wèn)題在于生命體如何積極改變地球氣候，以及為什么地球需要如此長(cháng)的時(shí)間才具備適宜生命存活的條件，這對于理解地球氣候系統以及地球生命如何最初孕育形成是至關(guān)重要的。我們非常吃驚地發(fā)現地球制造充足氧氣花費了如此長(cháng)時(shí)間，并證實(shí)大氣氧氣含量升高并非是動(dòng)物行為改變所致。
科學(xué)家普遍認為，大約25億年前地球大氣層氧氣含量開(kāi)始逐漸增多，這是由于叫做藍藻細菌的光合細菌釋放氧氣所致。但是這些氧氣多數被巖石和海洋吸收，直至大約6億年前才出現氧氣含量峰值。
6億年前氧氣含量峰值的出現令科學(xué)家們迷惑不解，一些專(zhuān)家指出，地球上大量動(dòng)物的出現改變了大氣氧氣含量。在這項最新研究中，科學(xué)家測量了7.7億年前至5.2億年前巖石樣本中的硒同位素，同時(shí)計算分析當時(shí)的氧氣含量。目前，這項研究報告發(fā)表在近期出版的《自然通訊》雜志上。
地球歷史上出現兩次重大氧氣指數升高時(shí)期，一次發(fā)生于25億年前，當時(shí)大氣氧氣含量從沒(méi)有升高至現今的1%；另一次發(fā)生于7億年前，當時(shí)大氣氧氣含量升高至現今的10%。
研究人員發(fā)現地球經(jīng)歷了3次重要的冰川時(shí)期，使地球成為一個(gè)“雪球”，7.16億年前圖特冰期、6.35億年前馬林諾冰期和5.8億年前葛斯奇厄斯冰期。在這一時(shí)期之間，陸地覆蓋了冰層，多數海洋被冰凍，然而當它們融化時(shí)，大量的營(yíng)養物質(zhì)進(jìn)入海水。
當細菌和其它營(yíng)養物質(zhì)流入海洋中，海水氧含量開(kāi)始升高，相應地孕育更多的浮游生物。當浮游生物死亡之后成為海底有機碳物質(zhì)，導致大氣層氧氣含量開(kāi)始升高。華盛頓大學(xué)地質(zhì)學(xué)家大衛-凱特林(David Catling)教授說(shuō)：“逐漸增多的氧氣像一根緩慢的導火線(xiàn)，最終引爆地球生命快速進(jìn)化。大約6.35億年前充足的氧氣可能支持微型海綿動(dòng)物存活；5.8億年前氧氣含量較低的海底出現一些奇異生命形式，再過(guò)0.5億年之后，脊椎動(dòng)物祖先開(kāi)始在富氧海水中游動(dòng)?！保ㄓ朴?編譯）
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