5亿多年前 “石头”让大气氧气快速增加

　　空气里有多少氧气？大家都会说，21%！但是，很早很早以前，却不是这样的……已有研究表明，早期地球极端缺氧。占据现代大气含量21%的氧气，都是经过一系列增氧事件慢慢积累起来的。地球上发生的比较显著的增氧事件有两次，我们称之为大氧化事件。尤其是在距今5.8亿—5.2亿年前后，地球早期大气和海洋中的氧气含量发生了快速增加，这要归功于一种“石头”——蒸发岩。

　　日前，中英两国科学家在《自然-地球科学》（Nature Geoscience）发表论文，认为大规模造山运动将大量蒸发岩输入海洋，蒸发岩作为大洋的氧化剂，使得寒武纪大爆发之前普遍缺氧的深部大洋得以氧化，从而导致大气和海洋中氧气含量快速增加，为该时期地球大型复杂多细胞生命的快速演化奠定了基本条件。

　　距今5.8亿—5.2亿年前后，地球发生了第二次大氧化事件，大气中的氧含量增加到现代大气氧含量的60%以上的水平，大洋也全部氧化，导致多细胞真核生物大辐射，以及动物的快速起源和寒武纪大爆发。

　　该研究团队提出了一个新的地球系统模型解释了这一现象。他们认为，距今5.7亿年前后地球上的主要大陆通过拼合形成了一个冈瓦纳超大陆和位于超大陆内部的超级中央造山带，将距今8亿年前后大量沉积的蒸发岩矿物风化剥蚀输入海洋。

　　新模型不仅验证了前寒武纪海洋中巨大有机碳库存在的假说，还为海洋中巨大有机碳库的变化控制着前寒武纪末期地球多次大规模冰期发生的假说提供了支撑。因为海洋中巨大有机碳库如果不被氧化，大气中的二氧化碳就会不断降低，气候就会变得越来越冷。而构造驱动的海洋有机碳库的氧化，向大气中排放大量二氧化碳，气候就变得越来越暖。

　　正是由于海洋的氧化，海洋中有机碳库变小，它作为气候的调节器作用也就越来越弱，因此寒武纪之后的地球，再也没有发生过类似前寒武纪的“雪球地球”那样的极端冰期气候事件。 （科普中国、中科院南古所）