火山活动和地幔变化是大气中氧气上升的关键 – 全球新知

地球在大约24亿年前,发生了“大氧化事件”期间,在这期间,氧气首次积聚在地球大气层中。不过,科学家有个长期一直存在的谜团是,地质线索表明,早在数亿年前,古细菌就开始进行光合作用并释放氧气。这些氧气都到哪里去了?

原来,有东西阻止了氧气上升。在一项数十亿年前岩石的新解释发现,火山气体可能是主因。这项研究由华盛顿大学的科学家领导,由美国国家科学基金会资助,并发表在《自然通讯》杂志上。

该研究的第一作者信塔若· 卡都亚(Shintaro Kadoya)说:“这项研究恢复了大气中氧气进化的一个经典假设。这些数据表明,地球地幔(地函)的演化可以控制地球大气的演化,甚至可能控制生命的演化。”

科普:地幔,台湾称地函,位于地壳之下,地核之上,和地壳以莫氏不连续面为界,和地核间则以古氏不连续面为界。厚度约2900公里。化学成分主要是含铁、镁的硅酸盐,平均密度是3.3–5.5 g/cm3。地幔含石榴子石、辉石、橄榄石及其他类型的岩石。占地球体积的83%,总质量的68%。由于P波及S波皆可通过地幔,故推测地幔主要为固体构成。地幔可分成上部地幔过渡带下部地幔

地幔(地函)示意图

多细胞生命需要集中供应氧气,所以氧气的积累是地球上呼吸氧气的生命进化的关键。

“如果地幔的变化控制了大气中的氧气,地幔可能最终设定了生命进化的节奏,”Kadoya说。

合著者大卫·卡特林(David Catling)补充说:“在光合作用进化后的数亿年里,可氧化火山气体的供应能够吞噬光合作用的氧气。但随着地幔本身变得更加氧化,可氧化的火山气体就会减少。然后氧气就充满了空气,而此时没有足够的火山气体来将其全部抹去。”

这对理解地球上复杂生命的出现以及其他行星上存在生命的可能性,具有重要意义。卡都亚说:“这项研究表明,在考虑行星表面的演化和生命时,我们不能排除行星的地幔。”


Featured Image: These fossil stromatolites in South Africa contained records of early life central to the research. Credit: David Catling. Source: NSF

Text Source: NSF


本文来源Topic News

作者: NewsWire

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