希伯來大學地球科學家揭示了古代海洋氧化時間線——了解地球歷史的關鍵。

更新:2024 年 4 月 5 日 11:46
 Paleozoic sedimentary rock (photo credit: Prof. Uri Ryb, the Hebrew University)
古生代沉積岩
(照片來源:希伯來大學 Uri Ryb 教授)

地球大氣層和海洋的氧化以及生命的出現和演化是地球歷史上的關鍵事件。現在,白雲石鈾鉛測年(U-Pb 測年)的開創性應用——這是確定岩石和其他物體年齡的最古老、最複雜的輻射技術之一——已由科學家開發出來。耶路撒冷希伯來大學 (HU)

它可以用來測定從大約 100 萬年前到 45 億年前形成和結晶的岩石的年代,常規精度在 0.1% 至 1% 範圍內,為了解古代海洋環境的演變提供了新的線索。 

透過發現白雲石樣本中 U-Pb 比率的差異,研究小組開發了一種可靠的替代方法,用於重建第一批動物出現和進化的古代海洋棲息地中的氧氣水平。 

來自的 Uri Ryb 博士和 Michal Ben-Israel 博士地球科學研究所及其合作者。揭示了動物生命出現數億年後的晚古生代(4億年前),海洋含氧量顯著增加。 

這些發現表明,早期動物是在大多缺氧的海洋中進化的,加深了我們對生態系統之間相互作用和複雜生命形式演化的理解。 

理解這些關係為未來使用新一代太空望遠鏡觀測系外行星大氣層以尋找外星生命提供了關鍵背景。

白雲石岩石(資料來源:希伯來大學 Uri Ryb 教授)

這個地球科學領域的重要發現剛發表在權威期刊上自然通訊在標題下 –白雲石 U-Pb 測年支持的海洋環境晚古生代氧化作用。 

新方法跨越12億年

新方法利用過去 12 億年白雲岩岩石中的此類測量結果,重建了古代海洋環境中氧氣的上升情況。 

大多數地球科學家根據古代沉積岩中保存的「氧化還原敏感」元素的成分來估計古代海洋中的氧含量,但這些成分在地質歷史過程中很容易改變。 

該團隊透過開發一種新方法克服了這項挑戰,該方法使用白雲石 U-Pb 測年來檢測抵抗這種變化的氧合訊號,使我們對海洋氧合動力學有了公正的看法。

他們的記錄表明,在晚古生代時期,海洋的含氧量急劇增加,億萬年第一批動物出現後。 

這與同時表明海洋氧化的其他證據一致,支持了動物在大多缺氧的海洋中進化的假設,並表明海洋氧氣的變化是由進化驅動的。 

雷布表示,這些發現不僅增強了我們對古代地球生態系統的理解,對尋找外星生命也具有重要意義。 

– 揭示早期地球環境中演化與氧氣水平之間的動態關係可以對系外行星的大氣成分進行觀測,這些觀測現在可以透過新一代太空望遠鏡進行觀測。具體來說,這表明低水平的氧氣足以讓複雜的生命形式繁衍生息。