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中國地質大學團隊提出6.35億年前“雪球地球”新模型

2023-04-06 08:41:44 來源：央視新聞分享

(資料圖片)

記者從中國地質大學（武漢）獲悉，4月4日，地大童金南教授團隊研究成果《馬里諾雪球地球晚期中緯度存在海洋真核藻類的宜居環境》在《自然·通訊》雜志在線發表。該研究進展為認識和理解雪球地球時期生物如何生存和演化這一關鍵科學問題，提供了新的認識。

在距今6億—7億年以前，地球發生過兩次極為漫長和嚴重的冰凍事件，分別是新元古代的斯圖特冰期和馬里諾冰期。在這兩次事件中，地球表層冰蓋迅速擴張至低緯度赤道地區，形成了全球冰封的局面，這一狀態持續了數千萬年之久，是地質歷史上著名的“雪球地球”時期。

當前，國際學者對“雪球地球”的模式和成因仍存在很大的爭議，主要存在兩種主流學術觀點：一種觀點認為雪球地球時期全球冰封，在低緯度冰蓋表層可能存在冰錐或冰洞；另外一種觀點認為“雪球地球”并非全球冰封，氣候模擬結果顯示低緯度赤道地區存在開放水域。然而，這兩種假說都不能很好地解釋“雪球地球”時期生物如何生存和演化這一關鍵科學問題。

童金南教授團隊的葉琴博士，曾于2015年在《地質學》雜志上報道了產自華南神農架地區宋洛剖面南沱組（6.35億年前，馬里諾冰期時期）的黑色頁巖地層中的宏體碳質壓膜化石，其中部分被解釋為底棲宏體藻類，被稱為“宋洛生物群”，填補了成冰紀雪球地球時期宏體古生物化石空白。但是“宋洛生物群”的古海洋環境背景是怎樣的？在“雪球地球”中如何為生物提供宜居場所？這些科學問題都尚未解決。為此，宋虎躍研究員聯合國內外相關學者對湖北省神農架地區“宋洛生物群”產出層位（黑色頁巖層）和相鄰的冰磧巖層位開展系統的化學研究。結果表明：鐵組分數據指示當時的底層水體為缺氧環境，全巖和干酪根氮同位素結果指示海洋中存在完整的有氧氮生物地球化學循環過程，表層海水為有氧環境。

開闊有氧水域擴張至中緯度地區的“雪球地球”新模型

與前人的研究結果不同，黑色頁巖層位較高的有機碳含量和有機碳同位素組成指示相對較高的初級生產力水平。依據相關研究恢復的成冰紀全球古地理圖，“宋洛生物群”所在的宋洛剖面位于北半球中緯度地區（北緯30°至北緯40°之間）。綜合古生物化石和地球化學證據，該研究對此前的雪球地球模型進行修訂，提出了一個中—低緯度地區同時存在開闊海水環境的新“雪球地球”模型，擴張的有氧開闊水域為成冰紀需氧底棲宏體藻類的演化提供了宜居環境。

據了解，該成果由童金南教授團隊宋虎躍研究員與中國、英國、美國相關學者聯合研究完成。

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[責任編輯：ruirui]

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