朱茂炎揭秘寒武纪大爆发背后的氧气秘密

朱茂炎揭秘寒武纪大爆发背后的氧气秘密

引用

中国科学院

等

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来源

1.

http://nigpas.cas.cn/kyjz/kyjz/index_1.html

2.

https://36kr.com/p/3062872566981767

3.

https://finance.sina.com.cn/stock/s/2024-11-20/doc-incwteuk5318208.shtml

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http://www.sklps.cn/kyjz/202407/t20240702_229023.html

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https://zh.wikipedia.org/wiki/%E5%AF%92%E6%AD%A6%E7%BA%AA%E5%A4%A7%E7%88%86%E5%8F%91

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7.

https://www.baike.com/wikiid/7158714410890395661

近日，中国科学院南京地质古生物研究所朱茂炎研究员及其国际合作团队在《地质学》（Geology）杂志上发表重要研究成果，揭示了氧气含量变化对寒武纪生物演化的影响，为破解“寒武纪大爆发”这一科学谜题提供了新的线索。

寒武纪大爆发，也被称为寒武纪生命大爆发，是地球历史上最引人注目的生物演化事件之一。它发生在距今约5.41亿年前，持续了大约2000-2500万年。在这相对较短的地质时期内，绝大多数现代动物门类突然出现，生物多样性急剧增加，为显生宙的开始奠定了基础。

这一现象最早由查尔斯·达尔文在《物种起源》中提及，他写道：“这件事情到现在为止都还没办法解释。所以，或许有些人刚好就可以用这个案例，来驳斥我提出的演化观点。”尽管科学界已经提出了多种假设，包括氧气含量增加、臭氧层形成、雪球地球事件等，但寒武纪大爆发的确切原因仍然是一个未解之谜。

氧气含量被认为是影响寒武纪生物演化的重要因素。传统观点认为，寒武纪时期的氧气含量仅为现代水平的10%左右，这样的低氧环境限制了大型复杂生命的出现。然而，最新的研究提出了不同的看法。

朱茂炎团队的研究聚焦于距今约4.95亿年前的SPICE事件（Steptoean Positive Carbon Isotope Excursion），这是显生宙历史上最显著的一次碳-硫循环耦合波动事件。研究发现，在这一时期，大气和海洋的氧气含量经历了显著的变化。

朱茂炎团队通过对华北地台的山东九龙山剖面和辽宁西山剖面进行系统研究，发现了海水含氧量变化与三叶虫动物群演替之间的直接联系。研究显示，SPICE事件期间，随着碳同位素正漂移，海水含氧量明显下降。这种缺氧环境导致了三叶虫动物群的重大演替：原本占主导地位的德氏虫类被更加耐缺氧的深水三叶虫所取代。

这一发现具有重要意义。首先，它首次通过量化数据证实了海水缺氧与生物演替之间的直接因果关系。其次，研究还发现尽管海水含氧量下降，但并未达到完全缺氧的状态，这解释了为什么在SPICE事件期间仍然存在底栖动物群。

朱茂炎团队的研究不仅揭示了氧气含量变化对生物演化的影响机制，还为我们理解地球生命演化史提供了新的视角。氧气含量的波动不仅是生物演化的驱动因素，也是生态系统变化的重要指标。这一发现表明，地球环境与生物演化之间存在着复杂的相互作用，而氧气含量的变化可能是连接地质事件与生物演化的重要纽带。

这一研究成果不仅推进了我们对寒武纪大爆发的理解，也为研究其他地质时期的生物演化提供了新的思路。未来，随着更多研究的开展，我们有望进一步揭示地球生命演化史上的奥秘。