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20亿年前海洋充满恶臭 硫化物抑制生命进化

硫化氢发出的“臭鸡蛋味”在大多数情况下都会令人感到不快,但科学家们在《自然·地球科学》上发表文章指出,或许正是这种可怕气味的相同化学反应延缓了生命的进化历程。

早期生命首次出现在近40亿年前的海洋中,但其在将近30亿年时间内的发展一直没有超出原始单细胞阶段。更为复杂的多细胞生命是在10亿年前才开始进化的。大约5亿年前的“寒武纪大爆发”时期,才开始有了大多数现存动物群体的首次出现。之后不久,恐龙和哺乳动物才开始出现在地球上。

受硫化氢污染的海洋或可解释为什么生命花了这么长时间才开始在地球上发展。大约20亿年前,海洋深层充斥着高水平的臭鸡蛋味化学物质,几乎没有氧气。这些恶臭的毒物在生物进化道路上设置了一道巨大的障碍。

负责该项研究的英国纽卡斯尔大学西蒙· 伯尔顿博士表示,传统上人们一直假定,大气中氧气的首次出现,最终导致了大约18亿年前深海的氧化作用。但这个假设近年来受到了质疑,新研究证明,在远离陆地100公里外的区域,海洋仍然是无氧的,而有毒的硫化氢含量却很丰富。

伯尔顿说,深海无氧环境限制了需要氧气才能生存的高级生命形式的进化。大约5.8亿年前,大气中的氧含量发生了第二次主要增长,导致了深海的氧化。深海氧化产生的重大影响,或可解释动物为什么在地质记录相对较晚的时期才突然出现。

氧气首次开始充斥地球大气层的时间在 24亿年前至18亿年前。大气中氧气含量从几乎为零增长到了目前的大约5%,但科学家们并不清楚海洋中的氧到底发生了什么。

此项新发现是基于对北美苏必利尔湖地区发现的沉积岩样本进行分析后得出的。研究认为,海洋表面在18亿年前被氧化的同时,离开海岸线较远距离的海洋中间层富含硫化物但缺乏氧气。

伯尔顿博士表示,此项研究首次对海洋化学物质随海水深度发生的变化作出了详细评估。地球科学家在尝试描绘生命与环境共同进化的蓝图时,有必要考虑到此一海洋结构造成的影响。








 
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