中英俄团队发生5.4亿年前寒武纪生命大爆发

二氧化碳浓度是寒武纪生命大爆发“关键继电器”

最新发觉与创新

科技商报上海5月6日电(记者张晔)发生在5.4亿年前的寒武纪生命大爆发，可谓月球生物演变史上的里程碑，现生植物的绝大多数门类在很短的时间里“突然”出现。是何种成因引起了此次大爆发？来自中英俄团队的最新研究阐明，二氧化碳浓度是控制着寒武纪大爆发进程的最关键诱因。该成果于5月6日在线发表在《自然·地球科学》上。

早在2006年，朱茂炎团队就提出了阶段性幅射和灭绝的寒武纪大爆发过程模型，并发觉植物初期演变的阶段性幅射和灭绝过程寒武纪生命大爆发，与海水碳核素的异常变化存在耦合关系。并且，这些相关性之间的详细成因和模式仍然不明。

该团队于2008年在西伯利亚采集了一套珍稀的寒武纪初期硅酸盐岩矿床样品。此后，中英俄合作团队举办了系统的碳、硫核素试验剖析和英语模型估算。估算阐明，该地区海水碳、硫核素在寒武纪初期距今5.24亿年至5.14亿年其间发生了5次同步变化，其变化升幅反映了大气和深海中二氧化碳浓度的变化升幅。而距今5.14亿年以后碳、硫核素的不同步变化则反映了海水普遍低氧。

综合生物矿床资料研究阐明，在寒武纪初期距今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，海水碳和硫核素值发生的同步波动的次数和升幅，与植物陨石多样性变化的次数和升幅在时间上高度吻合。而在距今5.14亿年以后的大概200万年间，碳和硫核素之间的变化则是不同步的，碳核素保持显著的负异常寒武纪生命大爆发，硫核素经常波动。凑巧的是这一时间内发生了全球性寒武纪植物群的大灭绝。

这一研究首次选用定量模型论证了植物的寒武纪大爆发的幕式过程受控于大气和海洋的二氧化碳浓度变化，而发生在距今5.14亿年左右的寒武纪植物群大灭绝丑闻是海水低氧引起的。