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英国研究人员新近提出

寒武纪大爆发可能由板块运动导致

2019-7-2 9:40:45

英国研究人员新近提出,5亿多年前剧烈的地球板块运动导致地球大气氧含量上升,为大型复杂生物的出现打下基础,这可能是寒武纪大爆发的主要原因。

寒武纪大爆发是生命进化史上最重大的事件之一。在距今约5.41亿年前至4.85亿年前的寒武纪,地球生物多样性和复杂性出现了爆炸式增长,绝大多数动物门类在这一时期出现。

英国埃克塞特大学日前发布的新闻公报表示,该校人员及同行计算当时板块运动对地球碳循环的影响,首次对寒武纪前夕大气氧含量变化进行了定量分析。

大气氧含量是生物发展的关键“阀门”,限制着生物的能量利用效率。只有大气氧含量高到一定程度,才可能出现体型较大、运动能力强、神经系统发达的掠食动物。大量地质证据显示,寒武纪之前数亿年中海洋氧含量多次上升,间接表明当时大气氧含量也上升了,但此前缺乏对当时大气氧含量变化的定量分析。

研究人员在英国《自然·通讯》杂志上发表论文表示,他们利用一个生物地球化学模型分析认为,在6.35亿年前至5.41亿年前的埃迪卡拉纪,大气氧含量表现出长期上升趋势,总共增加了50%,达到现今水平的约25%。

根据该模型,埃迪卡拉纪大气氧含量上升是因为地质板块频繁碰撞,火山活动剧烈,导致大量二氧化碳从地幔进入大气。再加上岩石风化加剧析出了更多磷等营养元素,导致生物光合作用增强,有机碳的生产和埋藏速率都提高,也使大气氧含量持续增加。

新研究的估算值与此前观点大体相符。此前分析认为,寒武纪大型掠食动物的出现需要大气氧含量达到现今水平的10%~25%左右。研究人员表示,他们的新理论和分析结果与同位素标记的地质特征吻合较好。△

(辛 华)

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