——習(xí)近平總書(shū)記在致中國(guó)科學(xué)院建院70周年賀信中作出的“兩加快一努力”重要指示要求
——中國(guó)科學(xué)院辦院方針
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已有研究表明,早期地球是極端缺氧的。為什么地球早期大氣和海洋的氧氣含量長(zhǎng)期保持在低水平,在5.8億~5.2億年前卻快速增加呢?9月2日,中科院南京地質(zhì)古生物研究所研究員朱茂炎等中英兩國(guó)科研人員在《自然—地球科學(xué)》上發(fā)表論文,回答了這一問(wèn)題。
論文認(rèn)為,大規(guī)模造山運(yùn)動(dòng)將大量蒸發(fā)巖輸入海洋,蒸發(fā)巖作為大洋的氧化劑,使得寒武紀(jì)大爆發(fā)之前普遍缺氧的深部大洋得以氧化,從而導(dǎo)致大氣和海洋中氧氣含量快速增加,為地球大型復(fù)雜多細(xì)胞生命的快速演化奠定了基本條件。
在本次研究中,研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)分析9億年以來(lái)全球海水碳酸鹽的碳同位素演變過(guò)程發(fā)現(xiàn),前寒武紀(jì)海洋中的有機(jī)碳庫(kù)在5.7億年之后明顯減少,表明這個(gè)時(shí)期深部海洋已經(jīng)開(kāi)始氧化。
“直接證據(jù)是在9億~5.4億年前的前寒武紀(jì)晚期,海水中的碳同位素值出現(xiàn)多次巨大的負(fù)異常變化,這種現(xiàn)象在寒武紀(jì)大爆發(fā)之后徹底消失。其中,發(fā)生在5.7億年前的一次碳同位素負(fù)異常事件是地球歷史上規(guī)模最大的一次。”朱茂炎說(shuō)。
研究團(tuán)隊(duì)提出了新的地球系統(tǒng)模型解釋了這一現(xiàn)象。新模型強(qiáng)調(diào),地球內(nèi)部過(guò)程引起的巖石圈的運(yùn)動(dòng),是地球表層系統(tǒng)發(fā)生革命性改變的原始驅(qū)動(dòng)力。新模型不僅驗(yàn)證了前寒武紀(jì)海洋中巨大有機(jī)碳庫(kù)存在的假說(shuō),還為海洋中巨大有機(jī)碳庫(kù)的變化控制著前寒武紀(jì)末期地球多次大規(guī)模冰期發(fā)生的假說(shuō)提供了支撐。
構(gòu)造驅(qū)動(dòng)的海洋有機(jī)碳庫(kù)的氧化,向大氣中排放大量二氧化碳,氣候就變得越來(lái)越暖。朱茂炎表示:“正是由于海洋的氧化,海洋中有機(jī)碳庫(kù)變小,它作為氣候調(diào)節(jié)器的作用也就減弱。寒武紀(jì)之后的地球,再也沒(méi)有發(fā)生過(guò)類似前寒武紀(jì)的‘雪球地球’那樣的極端冰期氣候事件?!?/p>
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