地球遠古時期1億年時間氧氣指數緩慢升高最終引爆寒武紀生物大爆發 _科學

科學家最新研究稱，地球遠古時期1億年時間氧氣指數緩慢升高，最終引爆寒武紀生物大爆發。圖中是馬爾三葉蟲化石。
（報道）據騰訊科學（悠悠/編譯）：目前，最新一項研究表明，地球生命進化并非“爆發式發展”，經歷了1億年達到現今大氣層氧氣指數的10%，地球生命逐漸出現了多樣化發展。
【地球遠古時期1億年時間氧氣指數緩慢升高最終引爆寒武紀生物大爆發】科學家認為，地球上最早期生命是厭氧型生物，它們不需要氧氣便能幸存下來，在25億年前至6億年前之間，當時大氣層缺少氧氣。然而大約6億年前出現生命大爆發，出現動物生命爆發式進化，同時大氣氧氣含量增高。
美國、加拿大和中國寒武紀時期巖石樣本能夠揭曉這一過程需要多長時間完成，研究人員稱，大約1億年時間氧氣含量從現今地球大氣的1%上升至10% 。科學家指出，早期動物進化很可能是通過增大氧氣含量而啟動的，而不是動物行為改變導致氧氣含量升高。英國倫敦大學學院生物地球化學家菲利普-波格-斯特拉德曼(Philip Pogge von Strandmann)博士稱，我們希望發現生命進化與地球氣候進化的關聯性。
問題在于生命體如何積極改變地球氣候，以及為什么地球需要如此長的時間才具備適宜生命存活的條件，這對于理解地球氣候系統以及地球生命如何最初孕育形成是至關重要的。我們非常吃驚地發現地球制造充足氧氣花費了如此長時間，并證實大氣氧氣含量升高并非是動物行為改變所致。
科學家普遍認為，大約25億年前地球大氣層氧氣含量開始逐漸增多，這是由于叫做藍藻細菌的光合細菌釋放氧氣所致。但是這些氧氣多數被巖石和海洋吸收，直至大約6億年前才出現氧氣含量峰值。
6億年前氧氣含量峰值的出現令科學家們迷惑不解，一些專家指出，地球上大量動物的出現改變了大氣氧氣含量。在這項最新研究中，科學家測量了7.7億年前至5.2億年前巖石樣本中的硒同位素，同時計算分析當時的氧氣含量。目前，這項研究報告發表在近期出版的《自然通訊》雜志上。
地球歷史上出現兩次重大氧氣指數升高時期，一次發生于25億年前，當時大氣氧氣含量從沒有升高至現今的1%；另一次發生于7億年前，當時大氣氧氣含量升高至現今的10% 。
研究人員發現地球經歷了3次重要的冰川時期，使地球成為一個“雪球”，7.16億年前圖特冰期、6.35億年前馬林諾冰期和5.8億年前葛斯奇厄斯冰期。在這一時期之間，陸地覆蓋了冰層，多數海洋被冰凍，然而當它們融化時，大量的營養物質進入海水。
當細菌和其它營養物質流入海洋中，海水氧含量開始升高，相應地孕育更多的浮游生物。當浮游生物死亡之后成為海底有機碳物質，導致大氣層氧氣含量開始升高。華盛頓大學地質學家大衛-凱特林(David Catling)教授說：“逐漸增多的氧氣像一根緩慢的導火線，最終引爆地球生命快速進化。大約6.35億年前充足的氧氣可能支持微型海綿動物存活；5.8億年前氧氣含量較低的海底出現一些奇異生命形式，再過0.5億年之后，脊椎動物祖先開始在富氧海水中游動。”