科学家发现，生命只需要少量氧气就能爆发

长期以来，人们一直认为，大约5.4亿年前，氧气的急剧增加引发了寒武纪大爆发，向地球生物圈注入了生命，产生了一系列丰富而复杂的动物物种。

然而，氧气是否真的发挥了如此关键的作用仍存在激烈的争论，还有其他因素可能引发地球最大的进化爆发 —— 从地球磁场的近乎崩溃到冈瓦尼“超级山脉”的侵蚀、小行星尘埃，甚至是海洋蠕虫。

现在，一项在全球范围内搜寻地质数据的新研究表明，在5亿多年前，氧气并没有淹没大气和海洋，而是慢慢地溶解在浅层盆地和海洋大陆架中。

这并不意味着氧气在引发生物多样性爆发方面没有发挥任何作用，而生物多样性的爆发催生了我们今天看到的所有奇怪、古怪和野生的生物。

“寒武纪动物可能不像科学家过去认为的那样需要那么多氧气，”斯坦福大学的地理生物学家、这项新研究的资深作者埃里克·斯珀林说。

“我们发现氧合作用的轻微增加” —— 在古代海洋底部形成的沉积岩中 —— “其幅度足以推动生态的巨大变化。”

科学家们推断，如果没有足够的氧气，单细胞生物和其他在寒武纪大爆发之前勉强生存的小生物就不可能长得更大，也不可能扩大它们的体型。

但来自世界各地不同地质地点的零散、有时相互矛盾的证据，让一些人质疑到底需要多少氧气，以及许多栖息地的氧气水平何时超过了可能阻碍生命生存的临界阈值。

这项新工作背后的团队认为，他们已经通过对沉积岩中保存的微量金属的统计分析，调和了其中的一些不一致，这有助于重建过去7亿年地球历史上全球海洋氧气水平和海洋生物的长期趋势。

他们分析了两种微量金属，钼和铀，这两种金属都是全球海洋氧含量的指标，加上海洋和大气之间氧气流动的生物地球化学模型，表明深海中的氧气含量直到寒武纪大爆发后1.4亿年的泥盆纪时期才达到现代水平。

“从全球的角度来看，直到大约4亿年前，我们才看到海洋的完全氧化达到接近现代水平，大约在我们看到陆地上出现大型森林的时候，”南安普顿大学的古生物学家理查德斯托基解释说，他领导了这项研究。

然而，被风和海浪搅动的浅水中的氧气含量，可能已经增加到足以支持各种海洋生物的出现。

斯珀林指出：“这并不是氧气的大幅增加，但根据我们在自然低氧的现代地区所看到的情况，它可能足以跨越临界生态阈值。”

该团队的研究结果扩展了2017年的一项研究结果，该研究发现浅海首先被氧化，但大气中的氧气直到寒武纪大爆发后大约5000万至1亿年后才达到现代水平，也就是随后的奥陶纪。

然而，最近的另一项研究发现，在大约6.4亿至6亿年前的埃迪卡拉纪早期，氧气水平开始上升，这是连续三次氧气脉冲中的第一次，与寒武纪大爆发前重要的进化飞跃相吻合。

与此同时，其他研究人员反驳说，在漫长的时间里，氧气水平变化很大，所以很难说它们对生物多样性的繁荣产生了什么影响。

这项研究发表在《自然地球科学》杂志上。

如果朋友们喜欢，敬请关注“知新了了”！