5亿多年前缺氧海洋的“造氧机”从何而来?中外科学家揭秘

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缺氧海洋的氧气发生器来自5亿多年前的哪里?

中外科学家为你揭开秘密

研究表明,早期地球极度缺氧。为什么早期地球的大气和海洋中的氧含量长时间保持低水平并且在大约580-520万年前迅速增加?

9月2日,中国科学院南京地质古生物研究所研究员,中国和英国自然地理科学研究员朱茂燕发表论文。人们认为,大规模造山作用将蒸发岩带入海洋,蒸发岩作为海洋的氧化剂,使寒武纪火山喷发前的缺氧深度普遍存在。由于海洋的氧化,大气和海洋中的氧含量迅速增加,这为地球上大型复杂多细胞生命的快速演化奠定了基础。

直到大约5.8亿到5.2亿年前,第二次重大氧化事件发生在地球上。大气中的氧含量增加到现代大气的60%以上。海洋也被完全氧化,导致多细胞真核辐射,动物的快速起源和寒武纪的爆炸。

对于前寒武纪海洋的长期低氧含量,有一个理论模型,即“有机碳库模型”。该模型认为前寒武纪海洋表面半透明区的光合微生物主要是原核生物。在这些微生物死亡后,有机物容易被氧化和降解,在海水中不断积累并在海水中消耗大量氧气,从而导致海水缺氧。

在这项研究中,朱茂燕和其他中英合作团队在过去的9亿年中分析了全球海水碳酸盐中碳同位素的演变,发现前寒武纪海洋中的有机碳库在5.7亿年后显着下降,表明深层在此期间,海洋开始氧化。

研究小组提出了一种新的地球系统模型来解释这一现象。他们认为,大约5.7亿年前,地球的主要大陆形成了一个位于超大陆内的冈瓦纳超大陆和超中心造山带,并将8亿年前沉积的大量蒸发岩矿物风化并蒸发到海洋中。富含硫酸根的蒸发岩是一种氧化剂,通过硫酸盐还原细菌氧化海水中的有机物,形成埋藏在沉积物中的黄铁矿,导致当时海洋中的有机碳库迅速减少。与此同时,海洋中有机碳的快速氧化将大量的二氧化碳释放到大气中,进一步导致大气变暖,加强了土地的风化和蒸发物向海洋的输入。海洋中的有机碳库被进一步氧化,形成积极的海洋氧化。反馈机制使大气和海洋中的氧气迅速增加。当有机物被氧化时,碳同位素被释放到海水中,并且海水中的碳同位素值变得更轻和更轻。

这个新模型更适合该时期的分阶段辐射演化模型。它不仅验证了前寒武纪海洋中大型有机碳储量的假设,而且支持了这样一个假设,即海洋中巨大有机碳库的变化控制着晚寒武世地球中许多大型冰期的发生。

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5亿多年前缺氧海洋的“氧气机”从何而来?

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研究表明,早期地球极度缺氧。为什么地球早期大气和海洋的氧含量长期保持在较低水平,但自5.8亿年前到5.2亿年以来迅速增加?

9月2日,中国科学院南京地质古生物研究所朱茂燕教授等中英科学家在《自然-地球科学》(自然地理科学)上发表论文,认为大规模造山运动将大量的蒸发岩进入海洋,蒸发岩作为海洋。氧化剂氧化了在寒武纪爆炸前通常不足的深海,导致大气和海洋中氧含量的快速增加,为地球上大而复杂的多细胞生命的快速演变奠定了基础。

直到2.58亿到5.2亿年前,地球上发生了第二次重大氧化事件,大气中的氧含量增加到现代大气氧含量的60%以上,而海洋也被完全氧化,导致大多细胞真核生物。辐射,以及动物的快速起源和寒武纪的爆发。

对于为什么前寒武纪海洋中的氧含量长期非常低的问题,目前学术界有一个理论模型,即“有机碳库模型”。该模型认为前寒武纪海洋表面光透射区的微生物主要是原核生物。这些微生物死亡后的有机物容易氧化降解,积聚在海水中,在海水中消耗大量氧气,产生海水。缺氧。

在这项研究中,朱茂燕和其他中英合作团队发现,9亿多年前全球海水碳酸盐的碳同位素演化发现,前驱态海洋中的有机碳库在5.7亿年后显着下降,这表明这一时期。深海已开始氧化。

研究小组提出了一种新的地球系统模型来解释这一现象。他们认为,大约5.7亿年前,地球的主要大陆形成了一个位于超大陆内的冈瓦纳超大陆和超中心造山带,并将8亿年前沉积的大量蒸发岩矿物风化并蒸发到海洋中。富含硫酸根的蒸发岩是一种氧化剂,通过硫酸盐还原细菌氧化海水中的有机物,形成埋藏在沉积物中的黄铁矿,导致当时海洋中的有机碳库迅速减少。与此同时,海洋中有机碳的快速氧化将大量的二氧化碳释放到大气中,进一步导致大气变暖,加强了土地的风化和蒸发物向海洋的输入。海洋中的有机碳库被进一步氧化,形成积极的海洋氧化。反馈机制使大气和海洋中的氧气迅速增加。当有机物被氧化时,碳同位素被释放到海水中,并且海水中的碳同位素值变得更轻和更轻。

这个新模型更适合该时期的分阶段辐射演化模型。它不仅验证了前寒武纪海洋中大型有机碳储量的假设,而且支持了这样一个假设,即海洋中巨大有机碳库的变化控制着晚寒武世地球中许多大型冰期的发生。

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