新约会表明,氧气的呼吸使复杂生活的出现比以前想象的要早1亿年。
先前的研究将相对丰富的氧气在地球大气中的首次出现(被称为大氧化事件,或GOE)固定在超过23亿年前。然而,古老的火山浇口的新约会表明,氧气水平开始摇摆在24.6亿至24.26亿年前,研究人员报告了2月6日的一周国家科学院论文集。
加利福尼亚大学河滨分校的研究合着者和沉积地质学家安德烈·贝克(Andrey Bekker)说,这是一个很大的差异。新约会振奋了科学家对导致GOE的环境条件的理解,这促使氧气依赖氧气的生命形式的演变称为真核生物。当时的大量火山喷发将新鲜的岩石倒在赤道附近的超大陆上,而行星浸入了一个被称为雪球地球的寒冷时期。
大约7亿年前的一系列类似的地质事件与氧气的第二次增长,近现代水平相吻合,一些真核生物演变成第一批动物。 Bekker说,这两个氧气升高都将生活推向了复杂性和人类的最终出现。他说:“这是我们第一次看到这两个时间间隔之间的相似之处。”
产生氧气的微生物可能首先出现超过30亿年(SN在线:15年9月8日)。但是氧气一直很少,直到GOE出于未知原因,气体的大气浓度从零接近零升至现代水平的0.1%。
但是,与Goe的开头约会非常棘手,因为从那时起很少有岩石仍然存在。瑞典伦德大学的地质学家Ashley Gumsley和Bekker和同事研究了来自南非的古代火山岩,该岩石邻居只能在氧气面前形成的一层矿物质。地质学家使用一种旧技术,以前曾确定那些火山岩在大约22.2亿年前,就在Goe开始之后。
利用现代技术来衡量岩石中放射性铀逐渐衰减的现代技术,研究人员将火山主义的时机修改为大约24.26亿年前。那个新日期 - 再加上一个单独的火山喷发,以前约24.6亿年前,这显然发生在氧气升高之前,这有助于限制潜在的GOE开始日期。
GOE并不是唯一对时间表进行调整的全球活动。全球冰川的最古老的证据,称为雪球地球,位于南非岩石的下方。新的喷发约会也推动了早些时候的雪球事件 - 大约与Goe的开始。
研究人员建议,氧气升高和温度下降可能已经相关。
新的数据和现有的化学证据表明,在GOE期间的氧气水平在可怜和丰富之间动摇了几次,而不是稳步上升(SN:2/18/17,p。 16)。 (氧气浓度稳定在22.5亿年前,并且在很大程度上保持不变,直到水平再次上升超过10亿年后。)这些振荡与雪地地球和火山喷发相吻合。
研究人员提出,在GOE期间,气候,氧气和火山症交织在一起。火山喷发用新鲜的岩石覆盖了超大陆。那块岩石在赤道附近形成,在赤道附近,大降水使岩石风化,从空气中吸收二氧化碳,并将养分洗到海洋中。这些营养素滋养光合微生物,产生了丰富的氧气。氧气在大气中建立并用甲烷反应,降低了温室气的水平(SN:10/29/16,p。 17)。
与较少的co2甲烷温暖气候,地球冻结和产生氧气的生物学活性降低了。正在进行的火山喷洒了替代公司2随着时间的流逝,进入大气,并最终加热了地球。
耶鲁大学地球化学家诺亚·帕拉维斯基(Noah Planavsky)说:“这进一步的证据表明,氧气的历史确实是过山车的骑行,而不是单向上升。”尽管他不确定岩石风化在控制古代氧气中所扮演的角色,但Planavsky认为,新时代将使科学家能够深入研究Goe为何在这样做时开始的问题。他说:“没有日期,不可能有任何真正的基础来解决这些问题。”