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揭开地球早期大气氧气起源之谜

  揭开地球早期大气氧气起源的奥秘

  引起大气氧含量增加的大氧化事件是地球大气层中最重大的变化,使我们现在可以呼吸给生命的氧气。现在加拿大的科学家已经发现了为什么在最新一期的“自然地球科学”(Nature Geoscience)杂志上发表的一篇文章中,氧气的含量突然增加,如果没有氧气,我们现在就不会有地球上的生命,它所提供的超强动力空气将有力地增加地球上的生物多样性,所有的大小,从恐龙到小型的虾都出现了,大约21%的空气是氧气,氧气是生物体通过有氧呼吸将食物转化为能量的最好方式,但是大气并不总是富含氧气,加拿大埃德蒙顿艾伯塔大学的库尔特·康尼塞尔(Kurt Connehsell)最近领导的一个研究组指出,当单细胞27亿年前地球上出现了早期的大气为什么会有氧气突然增加。当时他们认为,“大氧化事件”已经开始,所有破坏氧的微生物都已经灭绝,这为生产氧的微生物的生存提供了更大的优势。被称为镍的微量金属量的下降导致了“大氧化事件”,这促使地球上的氧气快速增加并逐渐形成生命。镍在大气中的氧气积累是一个新的发现。如果Conh?sesese教授和他的同事得出这样的结论,这个发现不仅解释了生命爆炸演变的原因,而且也解释了为什么地球因为氧气对岩石侵蚀的腐蚀作用,造成河流和雕刻海岸线至关重要。华盛顿卡内基研究所的多米尼克·帕皮诺说:“”大氧化事件“已经使地表环境发生了革命性的变化,最终导致了更高的生活水平的出现,这是地球生命演化的一个重要转折点,我们正在学习这样的事情是怎么发生的。“氧气是一种高度活性的分子,如果不是总是产生氧气,它很快就会从地球上消失。现在主要依靠植物进行光合作用,氧气可以继续在大气中积累。光合作用将阳光转化为化学能和氧气。据了解,当25亿年前的“大氧化事件”发生时,第一批光合微生物“蓝绿”藻类或蓝藻已经进化了约3亿年。但是它们产生的氧气被更多的产甲烷细菌产生的甲烷迅速破坏。产甲烷细菌不需要氧气,它们可以通过无氧呼吸而存活下来。生产甲烷细菌现在,生活在水,缺氧沼泽和湿地,镍是确保他们继续生存的重要因素。在没有镍的情况下,对这些产甲烷细菌至关重要的酶可被致命地破坏。科学家们发现,通过分析火成岩,可以发现38亿年前地球上的海洋中的镍含量。他们发现,镍的数量从27亿年前大幅减少到25亿年前的“大氧化事件”开始。帕皮诺说:“这两个时间段非常一致。”镍的下滑奠定了“大氧化事件”的坚实基础。对产甲烷生物的了解表明,镍含量的降低有效地减少了甲烷的产生。认为地球上的氧气增加了镍之间的接触。但是我们的研究表明,这种接触可能会对全球环境和生活史产生巨大的影响。 “
康豪泽说,这项研究支持甲烷菌防止氧气在地球早期大气中累积数亿年的想法。科学家们认为,地壳的冷却会导致这个时期的镍含量下降,地壳冷却意味着更少的镍会通过火山爆发进入海洋。 “我们研究了层状铁基地岩石中含有的镍,发现它只有25亿年前的一半,但我们试图解决的问题是,在镍含量降低的情况下,产甲烷细菌会发生什么,而且我们认为所有这些生物都已经消失了。“尽管”大氧化事件“并没有像现在这样导致氧气含量的突然增加,但它对地球大气中的氧气含量有显着的贡献。 (资料来源:新浪科技Takafumi)
(“自然 - 地球科学”(Nature Geoscience),10.1038 / ngeo484,Kurt Konhauser)

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