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南京古生物研究所发布重大科学进展 氧气含量控制寒武纪大爆发过程

来源: 新华报业网-新华日报   作者:  2019-05-08 07:04:16

  新华报业网讯 由中国科学院南京地质古生物研究所朱茂炎研究员和英国伦敦大学学院Graham Shields教授领导的中英俄国际合作团队,通过对西伯利亚寒武纪早期碳酸盐岩地层的碳、硫同位素研究,揭示大气和海洋的氧气含量控制着寒武纪大爆发的过程。这一最新研究成果于5月6日在线发表在英国《自然-地球科学》上。

  俄罗斯西伯利亚是解决这一科学问题的关键地区,该地区的寒武纪早期地层剖面化石丰富,由一套连续的碳酸盐岩沉积序列构成,记录了该时期全球海水碳同位素的完整演化过程。由来自南京古生物所、南京大学、英国伦敦大学学院、利兹大学、兰卡斯特大学、牛津大学和莫斯科国立大学的科学家组成的中英俄合作团队,在详细的地层学和生物化石多样性演化研究的基础上,对这套样品开展系统的碳、硫同位素实验分析和数学模型计算,获得令人振奋的研究结果。

  综合生物地层资料研究表明,在寒武纪早期距今5.24亿年至5.14亿年之间的1000万年时间内,也就是寒武纪大爆发的高峰时期,海水碳和硫同位素值发生的同步波动的次数和幅度,与动物化石多样性变化的次数和幅度在时间上高度吻合。而在距今5.14亿年之后的大约200万年间,碳和硫同位素之间的变化则是不同步的,碳同位素保持明显的负异常,硫同位素频繁波动。巧合的是,这一时间内发生了全球性寒武纪动物群的大灭绝。

  这一研究首次采用定量模型论证动物的寒武纪大爆发的幕式过程受控于大气和海洋的氧气含量变化,而发生在距今5.14亿年左右的寒武纪动物群大灭绝事件是海水缺氧造成的。此外,该研究也从实验方法学上证实,碳酸盐岩中微量硫酸盐硫同位素也可以很好地用于示踪古代海水硫的循环。

  (王梦然)

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编辑:王瑶

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