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    中國科研人員揭示原始生物如何在冰期存活

    時間:2023-12-04 08:17 瀏覽:

    中國科研人員揭示原始生物如何在“雪球地球”時期存活

    距今6至7億年前,地球發生過兩次極為漫長和嚴重的冰凍事件。中國地質大學科研人員的分析認為,“雪球地球”時期,在地球的中低緯度地區同時存在開闊的海水環境,這為一種需氧的藻類提供宜居環境。

    這項名為《馬里諾雪球地球晚期中緯度存在海洋真核藻類的宜居環境》的研究成果發表在《自然·通訊》雜志。論文第一作者為中國地質大學生物地質與環境地質國家重點實驗室研究員宋虎躍。

    在距今6-7億年以前,地球發生過兩次極為漫長和嚴重的冰凍事件,分別是新元古代的斯圖特(Sturtian)冰期和馬里諾(Marinoan)冰期。在這兩次事件中,地球表層冰蓋迅速擴張至低緯度赤道地區,形成了全球冰封的局面,這一狀態持續了數千萬年之久,是地質歷史上最嚴重的冰室氣候事件,這就是著名的“雪球地球”時期。

    當前,國際學者對雪球地球的模式和成因仍存在很大的爭議,主要存在兩種主流學術觀點:一種觀點認為雪球地球時期全球冰封,在低緯度冰蓋表層可能存在冰錐或冰洞;另外一種觀點認為“雪球地球”并非全球冰封,氣候模擬結果顯示低緯度赤道地區存在開放水域。然而,這兩種假說都不能很好地解釋“雪球地球”時期生物如何生存和演化這一關鍵科學問題。

    宋虎躍研究員聯合國內外相關學者對湖北省神農架地區“宋洛生物群”產出層位(黑色頁巖層)和相鄰的冰磧巖層位開展系統的碳同位素、氮同位素、鐵組分沉積地球化學研究,旨在揭示同時期的古環境特征。鐵組分數據顯示當時的底層水體為缺氧環境,全巖和干酪根氮同位素結果顯示海洋中存在完整的有氧氮生物地球化學循環過程,指示表層海水為有氧環境。

    與前人的研究結果不同,黑色頁巖層位較高的有機碳含量和有機碳同位素組成指示相對較高的初級生產力水平。依據相關研究恢復的成冰紀全球古地理圖,“宋洛生物群”所在的宋洛剖面位于北半球中緯度地區(北緯30-40度之間)。

    綜合古生物化石和地球化學證據,本研究對此前的雪球地球模型進行修訂,提出了一個中——低緯度地區同時存在開闊海水環境的新“雪球地球”模型,擴張的有氧開闊水域為成冰紀需氧底棲宏體藻類的演化提供了宜居環境。

     
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