@ 2015.09.11 , 09:00
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32亿年前地球就出现了氧

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如果你跳进Tardis(时间和空间相对维度蓝色电话亭)穿越到四十亿年前,你会发现自己处在一个炎热、悲催的荒凉星球,几乎没有一个氧分子可供呼吸。地球曾是一个窒息的地狱,但亿万年来,微小的绿色微生物将氧气充满大气。新的研究发现,它们干这活的时间,比我们想象的要长得多。

在即将发表于《地球和行星科学通讯》上的一项研究中,一个研究团队报道在约32亿年前的浅海底沉积物中发现了锈蚀的富铁岩层——存在氧的迹象。通过化学分析,研究人员们发现该远古铁锈必须是来自于生物的,这把地球上首次出现产氧菌的时间比先前认知又向前推移了2亿年。

地球的首批地球化改造者

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蓝藻。Image Credit: Doc. RNDr. Josef Reischig, CSc. / Wikimedia

植物拿到了保持我们的大气能够呼吸的所有功劳,但是几十亿年前开始这一努力的却是蓝藻。这些微小的绿色微生物发展出了光合作用的第一个版本,这个过程利用捕获的阳光来分解水制造糖。对动物们来说幸运的是,光合作用释放氧气作为废弃产物。

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对条带状含铁岩层的研究表明地球在32亿年前有氧气的证据,比先前估计的最早氧发生时间还早2亿年。Image Credit: A. Satkoski / University of Wisconsin - Madison

大约23亿年前,蓝藻开始向大气层疯狂倾倒氧气。虽然厌氧微生物倒了霉,空气对于复杂多细胞生命却变得舒适得多。地质学家们认为该“大氧化事件”是地球生命史上的一个重大转折点。

但是最早的蓝藻是何时以及如何开始的,仍然是一个谜。你可以想象,研究很久、很久以前的微小生物是相当棘手的。他们的大部分痕迹已被板块构造运动抹去或覆盖。

然而,地质学家都是顽固的人,他们一直在系统地搜寻所能找到为数不多的非常古老的岩层,以拼凑出地球朦胧的过去。

在新的研究中,威斯康辛大学麦迪逊分校的地球化学家Aaron Satkoski和同事们转向Manzimnyama条带状含铁岩层,这是来自南非约翰内斯堡东边一处现场32亿年前的具有红色和粉色条纹序列的岩石。最初沉积于古代海洋中,这些沉积岩的颜色来自铁在含氧条件下锈蚀所致。通过检测铁锈中铁的两种同位素——铁-56和铁-54——的比例,该团队确定这块浅海岩石形成于氧气浓度0.1%之下。这听起来可能不是很多,但是要记住,来自这个时期的大多数岩石都显示没有任何氧气。O2的进一步证据来自于少量铀原子,它们与氧发生反应时打破了其结晶形态。

当然,这项研究只在一个地点鉴定了氧气。此时蓝藻是否在全世界都有出现仍然是个问题。如果是,那么大氧化事件为什么又多花了几亿年才展开就有点令人费解。

再其次,早期的地球是一个非常不适合居住的地方——受到紫外线辐射和小行星等的轰击。也许早期蓝藻非常受限,只能依附于少数几处浅海中,提供它们足够的阳光和保护。这里的要点就是,地球上的首批地球化改造者们甚至比我们想象的更坚韧——而对于我们星球的遥远过去我们还有很多东西要学。

本文译自 WISC via Gizmodo,由译者 王丢兜 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


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TOTAL COMMENTS: 9+1

  1. 神响
    @2 years ago
    2927875

    蓝藻大军:哦我们放屁毒死了那群厌氧的

    [86] XX [1] 回复 [0]
  2. 2927903

    地球演化了几十亿年才有人类生命的存在,但人类却在几百年的时间就把环境弄糟

    [23] XX [11] 回复 [0]
  3. 2927908

    地球:你们爱怎么折腾怎么折腾我不管

  4. 粉骨碎龙
    @2 years ago
    2927914

    第二张图。。有点像人体某部位解剖图啊。。

  5. 噜噜噜
    @2 years ago
    2927915

    我不想知道我是怎么来滴~我就想知道我是怎么没滴~

  6. 2928132

    @小Y: 你他妈省省吧,200年后人类科技也达不到这种程度

  7. 画个圈圈
    @2 years ago
    2928292

    @a:

    看懂说什么没有!?
    楼上那个意思是 人类 破坏自然环境能力很强!
    乱吐槽?!

  8. 山猫
    @2 years ago
    2928333

    @a: 举个栗子,核弹

  9. 公子留步
    @2 years ago
    2928739

    向火星投放绿色菌类的时候到了

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