中英學(xué)者揭示五億多年前海洋氧化周期性機制
中新社武漢1月6日電 (馬芙蓉 孫彥欽)中國、中英周期制英國學(xué)者通過數(shù)值模擬方法,學(xué)者性機首次系統(tǒng)揭示了約5.8億年前海洋氧化周期性機制,揭示為理解地球生命演化規(guī)律提供新視角。億多氧化相關(guān)成果于6日發(fā)表于國際期刊《自然·地球科學(xué)》(Nature Geoscience)。年前
五億多年前,海洋地球經(jīng)歷了第二次大氧化事件,中英周期制導(dǎo)致海洋和大氣含氧量顯著上升,學(xué)者性機為寒武紀(jì)生命大爆發(fā)奠定基礎(chǔ),揭示動物的億多氧化始祖由此開始在地球上繁衍生息。
為探究增氧過程,年前中國地質(zhì)大學(xué)(武漢)地質(zhì)微生物與環(huán)境全國重點實驗室教授陳中強團隊,海洋聯(lián)合英國埃克塞特大學(xué)等高校學(xué)者,中英周期制依托巖石記錄,學(xué)者性機利用自主研發(fā)的揭示“自持振蕩”數(shù)值模型,將約5.8億年前的加斯基爾斯冰期與其前后的全球性增氧事件直接動力學(xué)相關(guān)聯(lián)。
模型結(jié)果表明,當(dāng)時的地球系統(tǒng)處于一種不穩(wěn)定狀態(tài),海洋缺氧與富氧之間交替發(fā)生周期性振蕩,周期約為500萬年,且在約2000萬年內(nèi)至少規(guī)律性地發(fā)生了3次。
“這一過程類似于‘蹺蹺板’。”論文第一作者、中國地質(zhì)大學(xué)(武漢)地質(zhì)微生物與環(huán)境全國重點實驗室博士李子珩解釋道,在富氧階段,關(guān)鍵營養(yǎng)元素磷被鎖在海底沉積物中,抑制了后續(xù)的初級產(chǎn)氧生產(chǎn);氧氣水平的下降又導(dǎo)致磷被重新釋放回海水,為下一輪生物繁榮和產(chǎn)氧激增準(zhǔn)備了“燃料”,從而驅(qū)動系統(tǒng)進入下一個循環(huán)。
陳中強指出,模型顯示的三次增氧高峰期,在時間上與全球最早一批復(fù)雜多細(xì)胞生物群的繁盛期高度吻合。這表明,是地球系統(tǒng)自身的周期性振蕩,而非緩慢的線性增氧,為生命復(fù)雜化創(chuàng)造了關(guān)鍵的“機會窗口”。
陳中強還表示,數(shù)值模擬結(jié)果與地質(zhì)記錄的高度吻合,證實了海洋周期性增氧并非隨機事件,而是當(dāng)時地球系統(tǒng)內(nèi)在不穩(wěn)定性的必然表現(xiàn)。這種不穩(wěn)定性,反而成為孕育新生命的溫床。這一視角不僅有助于解讀地球歷史重大轉(zhuǎn)折時期生物與環(huán)境的協(xié)同演化機制,也為認(rèn)識當(dāng)代地球系統(tǒng)演變提供重要啟示。(完)