包括中、美兩國科學家在內的國際研究小組9月26日表示,他們發現了將極端的氣候變化、空氣含氧成分增加與早期動物進化連接起來的新證據。中國地質大學的科學家參與了該項研究。
長期以來,人們推測大氣中氧氣成分的突然增加是早期動物進化的誘發因素。
不過,動物進化和環境之間的因果關系一直只是激烈爭辯的話題,相關的研究因為缺乏直接證據而受到阻礙。
在9月27日出版的《自然》雜志上,美國內華達大學科學家領導的國際研究小組首次提供了早期動物多樣化趨勢與地球系統過程變化兩者間直接相關聯的證據。
他們認為,化石記錄顯示,大約在6.35億年前,動物和水藻明顯增加。對從中國南部發掘的富含生物巖石進行分析,科學家發現,同時期在嚴酷的冰川之后,海洋含氧量突然出現峰值。
美國加州大學生物地質化學教授蒂莫西·萊昂斯表示,長期以來,人們推測地球歷史上在經歷最劇烈的氣候變化后,地球的含氧量發生變化,新完成的研究首次為該推斷提供了真實的證據。
研究小組在分析采自中國南部陡山沱地層泥巖中代表早期含氧量的微量元素和硫同位素后,發現微量元素的濃度達到高峰,說明當時在全球范圍內,海水中具有更高的含氧量。
曾在加州大學攻讀研究生、目前在加州理工的諾亞·普蘭納夫斯基說,他們獲得了陡山沱地層泥巖中鉬和釩的含量,結果顯示全球海洋含氧豐富。而含氧豐富的海洋是早期動物多樣化的環境保障。
中國南部泥巖中高微量元素含量與現在海洋沉積物中相當,這表明大約在6.35億年前,海洋大氣系統中的氧成分出現了巨增。
根據研究人員的分析,氧含量增加很可能是由于被埋藏的有機碳在增加,這其中的原因是寒冷冰川過后出現更多養分的結果。
萊昂斯和普蘭納夫斯基曾在過去的研究中爭辯說,同大量冰川相關的養分過量可能導致大量碳被埋和氧化。
來自光合生物的有機碳被埋于海洋沉積物可導致大量的氧被釋放到海洋大氣系統中。萊昂斯表示,中國南部泥巖中獲得的新的微量元素證據看上去證實了這些假設。