第1个回答 2022-07-10
当我们谈到地球上几次大灭绝事件的时候，最有代表性的莫过于恐龙灭绝，然而最灾难的灭绝并没有发生在恐龙身上。一项新的研究发现，大约20亿年前，曾经丰富的氧气大量减少，大气的极端变化杀死了地球上99%的生命。这是一场比恐龙灭绝更大规模的灭绝事件。
一个研究团队在《美国国家科学院院刊》上发表了他们的研究成果，他们描述了发生在20.5亿至24亿年前的大氧化事件的催化剂。在大氧化事件发生之前的几年里，地球大气中的氧气含量显著增加，导致古代微小微生物的繁殖。突然间氧气含量骤降，这很快导致了地球 历史 上最具变革意义的事件之一，在接下来的10亿年里地球环境从“盛宴”变成了“饥荒”，为我们今天所知的复杂生命铺平了道路。
研究人员在加拿大亚北极贝尔彻群岛对重晶石进行了采样。重晶石是一种存在超过20亿年的矿物。对同位素地球化学的分析发现，大氧化事件后不久就出现了负值，这意味着初级生产力的崩溃引发了磷等营养物质有效性的转变。这些古老的岩石锁定了化学信号，为研究人员揭示岩石最初形成时的大气状况提供了有益的线索。
这项研究实际上关注的是一种被称为“大氧化事件”的现象。事情是这样的，数十亿年前，地球上只有微生物存活。当它们进行光合作用时，改变了大气的化学成分，产生了最终无法维持的氧气过剩。微生物耗尽了制造氧气所需的营养物质，导致地球大气层失衡。于是导致了地球生物圈中生命数量的大幅下降。直到现在，科学家们才能够确定这种下降到底有多剧烈。
在这次灭绝事件之前的1亿到2亿年间，地球上有大量的生命，但是在这次灭绝事件之后，地球上有很大一部分生命消失了。然而在接下来的10亿年里，地球上的生命数量或生物圈的大小并没有像最近的大规模灭绝那样恢复，而是保持在很小的范围内。
结合了大气中可能存在多少数量的二氧化碳和氧气的模型，研究人员基于过去的研究和他们对重晶石的化学测量来计算当时有多少生命。研究小组的计算表明，在大氧化事件结束时，80%到99.5%的生物体被消灭。
该研究报告的共同作者、斯坦福大学博士生马尔科姆·霍奇斯基斯表示，即使是最保守的估计，此次灭绝数量也会超过对大约6500万年前恐龙灭绝期间死亡的生命数量的估计。该研究的合著者之一、魏茨曼科学研究所和普林斯顿大学博士后研究员彼得·克罗克福德也对研究结果非常惊讶，他完全没想到会发现这么大的信号，也没想到会在这种特定类型的样本中发现。
这些发现比地球上的大多数生命都要古老，揭示了最终形成我们今天所知的地球的远古过程。科学家们表示，该研究与我们今天的地球有关，因为地球仍然容易受到大气变化的影响。现在海洋正在升温，这会影响一些营养物质的数量。海洋的径流也正在破坏水下生态系统，威胁到进行光合作用的有机体，而这些生物为地球大气提供了超过一半的氧气。
另外通过进一步研究地球在时间上的行为，科学家还可以更好地理解太阳系外行星上的大气是如何运作的，特别是生物圈之间的相互联系，以及这与大气中氧气和二氧化碳水平之间的关系。