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寒武纪三叶虫死因竟是遭受“连环杀”

2018年06月24日

  寒武纪三叶虫死因竟是遭受“连环杀”

     第二看台

  距今约4.97亿年的晚寒武纪发作了一次全球规划的碳同位素偏移事情,在200万—400万年期间,碳同位素偏移的起伏达6‰。伴跟着这次碳同位素偏移,全球海洋中日子的三叶虫发作了种族灭绝。但碳同位素为何会发作偏移,偏移又为何会导致三叶虫消失,一向是曩昔30年研讨争辩的焦点。

  “主谋”:海洋缺氧

  近来,中国科技大学地球和空间科学学院沈延安教授团队在寒武纪三叶虫灭绝事情方面获得新进展。他们的研讨成果宣布在6月最新出书的世界威望地球科学期刊《地质学》上。

  选用新的研讨思路,沈延安教授团队对寒武纪海洋浅水和深水沉积物别离进行了高精度的碳同位素测验。沈延安介绍说:“研讨提醒了碳同位素的时、空改变特征以及晚寒武纪海洋浅水和深水存在的明显差异,有力证明了晚寒武纪海洋与现代大洋化学结构的不同。研讨标明驱动晚寒武纪海洋碳同位素时、空改变的原因在于其时海洋的深部缺氧,而大规划的海洋缺氧直接导致了全球海洋中三叶虫的灭绝。”

  “共谋”:重金属上升

  但这儿有一个疑点:尽管海水缺氧能够杀死一部分海洋生物,但毕竟还有许多生物日子在很浅的海域,经过与大气的氧交流,这儿并不缺少氧气,那么这些生物是怎样被杀死的?莫非氧气“刽子手”还有其他共谋?

  最近的几项新研讨发现了蛛丝马迹。现代工业将很多重金属排入大洋,不管对错必需元素仍是过量的必需元素,都成为导致海洋生物畸变的隐形凶手,从微型浮游生物到大型鱼类无一幸免。

  可是4亿多年前的地球没有人类活动的搅扰,这时的海洋还能富集重金属吗?答案是能,并且比现代海洋的重金属含量高得多。这些金属从何而来呢?其实它们一向都在。

  海洋刚刚诞生时,从前充满了各种可溶的贱价金属离子;可是数十亿年前光合作用生物的鼓起,令海洋中增加了一个新成分——氧气。氧气和复原性贱价金属是势不两立的,阅历几亿年的化学反应,铁、锰和简直一切其他重金属离子都变成了不溶的氢氧化物沉积下去,封印在海底。

  可是有一种状况能够翻开封印,使这些金属重获自在,那就是缺氧。海水一旦缺氧,铁、锰氢氧化物被复原,各种金属以离子的方式被放归海水。它们跟跟着洋流流经大洋的每一个旮旯,包含浅海浮游生物的休息场所。这些高含量的重金属按捺了生物正常的成长与繁衍,深海环境与浅海生物灭绝之间的链条终究被建立结束。

  “爪牙”:硒下降

  硒,在一切动物及绝大多数植物的生命活动中都是不可或缺的必需微量元素,抗氧化酶和硒蛋白的构成都少不了硒元素。

  海水中硒的一大来历是陆地上的岩石风化。这些从前被埋藏在海底的沉积岩,在绵长的地质进程中被抬升到陆地上承受风化,正常状况下高价态的硒离子在这一进程中得以开释。高价硒离子易溶于水,所以它们搭着河流的“顺风车”回到海洋中。

  可是寒武纪末,大气中的氧气含量跟着海水中浮游植物的相继逝世而下降,在氧气缺乏的复原条件中,硒以贱价态方式存在,这些贱价硒不溶于水,天然也就很难从头进入海水中。海洋中的生物巴望摄入硒却不可得,这可能是包含三叶虫在内的海洋生物灭绝的另一个原因。

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