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成层海盆为早期动物进化提供了新线索

长江边上的中国湖北省宜昌市和三峡大坝附近的埃迪卡拉系陡山沱组以及在背景中被裁减掉的灯影组。

加利福尼亚州里弗赛德——由加州大学里弗赛德分校的生物地球化学家领导的一个研究组开发出了地球早期海洋化学的详细动态三维模型,它可以显著促进我们对于地球早期动物演化的理解。

这个研究组研究了来自中国南方陡山沱组的岩石标本。陡山沱组是最古老的化石层之一,长久以来被古生物学家视为研究早期动物进化的一扇窗口。他们首次证明了在埃迪卡拉系(6.30亿年前-5.42亿年前)的很大一部分时间里,地球的早期海洋化学组成比此前认为的更加复杂。

他们的研究是对陡山沱组的首个全面的地球化学研究,调查了由浅到深的海洋水环境的结构。它还是对前寒武纪的任何时期的最详尽的研究之一。(前寒武纪是指从大约45亿年前地球形成到大约5.4亿年前。最早的单细胞微生物就是在35亿年或更早的时候在前寒武纪进化出来的,在远远更晚的时候,也就是7亿年前,首批多细胞动物才进化出来。)

这组科学家的古海洋模型提出了一个分层的海盆,它具有在化学上分层的水体。尽管海洋表面富含氧,深海是含铁的——氧被耗尽了,而以铁为主,夹在深海里的是一个动态的楔形含硫水,对于动物具有很强的毒性,影响着大陆架。

以溶解的硫化氢为主的这种含硫的楔形处于流动、尺寸不断变化的状态,而且有能力侵蚀此前大陆架上含氧的区域——杀死了那里所有的动物。总体的图景是在海盆里有富氧、含硫和含铁的水层共存。

该研究的结果发表在了2月11日的《科学特快》上。





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