森林如何激发深海生物

大约 3.9 亿年前,地球的海洋充满了氧气,成为多种海洋生物的家园。陆地上的第一批森林推动了这一转变。《森林如何激发深海生物》一文首先发表在《今日雪城大学》上。

来源:雪城大学

通往氧气的漫漫长路

科学家们曾经认为,五亿多年前,当第一批动物出现在化石记录中时,海洋就已经永久充氧了。

不过,美国国家科学院院刊的研究表明,海洋氧化是分阶段发生的。靠近海岸的浅水区最先被充氧,为早期动物创造了宜居区。最后,在中泥盆纪时期(距今 393 至 3.82 亿年),大气中积累了足够的氧气并溶解到海水中,使深海永久富含氧气。

动物可以变得更大,因为有足够的氧气来持续供应它们的新陈代谢。出于同样的原因,掠食者现在可以在更深的水域中繁衍生息,从而使狩猎和追逐成为可能。这为进化爆发奠定了基础,包括有颌脊椎动物或颌类动物的迅速扩张。

在过去 15 年左右的时间里,多个研究团队使用了碘和钼等地球化学工具来重建海洋的氧气历史。每个人都建议在这个时候增加氧气,但没有一个是没有争议的。这项新研究又增加了另一条独立的证据,所有证据都指向同一个方向,为此时海洋含氧量上升的论点提供了强有力的支持。

PNAS 研究的重点是测量过去氧的新替代物——硒,一种具有多种不同质量同位素的元素。沉积物中记录的硒同位素的比例不同,具体取决于海洋中的氧气含量。

该团队分析了来自五大洲的 97 个沉积岩样本,其历史可以追溯到 252 至 5.41 亿年前。伊万尼在纽约州收集了一些岩石样本,这一时期纽约州经常在海底。研究人员利用同位素地球化学的先进进展,粉碎了岩石并测量了硒同位素。

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