地球上第一次生命爆发对地表深处产生了影响

这寒武纪大爆发大约 5.41 亿年前，生命和有机体在地球上真正开始运转。现在，新的研究揭示了生命的爆发是如何在地幔深处留下痕迹的。

对于科学家来说，它显示了地球表面与地下物质之间相互联系的相互作用，因为携带有机物质的沉积物在广阔的地质时间尺度上被推入地下，通过俯冲。

这项新研究着眼于一种罕见的、充满钻石的火山岩，称为金伯利岩。当它们被推到地表时，它们会告诉我们地幔深处发生了什么，研究人员测量了从世界各地 60 个地点采集的 144 个样本中的碳成分。

地质学家普遍认为，钻石内的碳在数亿年的时间尺度上变化不大。

然而，研究人员在这里发现了大约 2.5 亿年前特定碳同位素的比例发生了变化，大约是寒武纪大爆发的沉积物被折叠到地幔中的时间。当生物圈的质量和多样性不断增加时，这种转变可能是由碳循环的巨大变化引起的。

“这些观测结果表明，地球表面的生物地球化学过程对地幔深处有着深远的影响，揭示了深部和浅部碳循环之间的内在联系，”写给研究人员。

接近地表的碳循环与地下深处的碳循环之间的这种联系并不容易测量——事实上，在地球存在的数十亿年里，这种联系已经发生了巨大的变化，而不是保持不变。

不过，似乎很清楚的是，困在沉积物中的死亡生物通过板块构造进入了地幔。它们的碳仍然与其他物质混合，最终通过火山喷发等事件再次到达地表。

对样品中锶和铪的进一步观察证实了这种联系。他们匹配了碳模式，缩小了这些岩石成分如何改变的可能性。

“这意味着碳的特征不能用脱气等其他过程来解释，因为否则锶和铪的同位素将不会与碳的同位素相关。”地球化学家安德里亚朱利安尼说来自瑞士苏黎世联邦理工学院。

从技术上讲，我们在这里处理的是沉积俯冲通量，这些碳循环细节对于了解我们星球上正在发生的事情非常重要 - 特别是当气候危机的影响继续被感受到。

新研究继续揭示更多关于碳如何从大气中提取和释放回大气中，特别是通过构成地球表面的构造板块的不断循环利用。

科学家们知道，相对而言，只有少量沉积物通过俯冲带被推入地幔深处，这意味着寒武纪大爆发的痕迹一定是直接进入地幔深处的。

“这证实了地幔中俯冲的岩石物质并不是均匀分布的，而是沿着特定的轨迹移动的，”朱利安尼说。

“地球确实是一个复杂的整体系统。我们现在想要更详细地了解这个系统。”

该研究发表于科学进步。