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【原】24亿年前,下了3亿年大雪,致命“毒气”扩散到全球

来源:用户 收藏 编辑:王强

在24亿年前,地球上发生了一次“大氧化事件”。“大氧化事件”就是e68a8462616964757a686964616f31333433623730在以“蓝细菌”为主的光合生物作用下,地球大气层含氧量的快速升高。而对于此时的生物而言,由于此时的生物都是厌氧生物,氧气的出现造成了地球上的大规模生物灭绝,称为“氧大危机”。地球上早在27亿年前就有了能进行光合作用的“蓝细菌”(其实,早在30多亿年前就有产氧的“蓝细菌”了,有叠层石为证),就开始产生游离氧气,但直到24亿年前才发生“大氧化事件”。这是因为最初的氧气并没有排放到大气层中。那么在这几亿年中,蓝绿藻产生的氧气去了哪里呢?是用来氧化其他元素了。地球上有许多金属矿产资源,其中许多是以金属的氧化物形式存在的,如褐铁矿等,地球上最初的氧气,就是用于这些金属的氧化了。以铁为例。据信,在原始海洋中富含二价铁,二价铁与氧气的反应至少可以在很大程度上解释二价铁/三价铁氧化沉积物的大规模产生。磁铁矿是地质学上条带状铁建造的主要构成形式。而条带状铁建造的沉积至少是在37.5亿年前开始的,它持续地形成,直到大气中氧气开始出现后开始衰弱,约17亿年前才停止。这一建造的出现与地球上第一次出现游离氧气的时间一致,并随着氧气含量的上升而停止。就是说,最初由蓝绿藻通过光合作用产生的游离氧气由于有大量的金属物质存在,都用于生成金属氧化物了,没有进入大气层。直到这些氧气能够接触到的活泼金属被氧化得差不多了后,氧气才有了剩余,才被释放到大气层中了。----参考资料:《生机勃勃的尘埃-地球生命的起源和进化》[英]克里斯蒂安·德迪夫www.179s.com防采集请勿采集本网。

过去数十亿年来,地球上的气温并非一直保持一个水平,地球有时很热,例如,1亿年前的恐龙时期,全球气温比现在高了3 ℃;5亿年前的寒武纪,全球气温更是高达21 ℃,比现在高了7 ℃。

另一方面,地球有时也会很冷,例如,2万年前的末次冰盛期,全球气温比现在低了6 ℃。而在24至21亿年前的古元古代,地球更是冷到极致。当时,赤道和海洋也被冰雪覆盖,整个地球被冻成了一个大雪球,这就是休伦冰河时期。

同时,还有一种致命“毒气”扩散到全球,彻底改变了地球生命的进化历程。那么,这场气候剧变是怎么引起的呢?地球后来还发生过此类严重的冰河时期事件吗?

这还要从地球生命的演化说起。早在40多亿年前的原始海洋中,进化出了最早的生命。在随后漫长的数十亿年里,地球生命形式都是十分原始的单细胞生物。早期地球大气中基本上不存在氧气,主要成分为氮气、二氧化碳和甲烷,那时的生命都是厌氧生命。

到了24亿年前,蓝藻出现在地球上,这种细菌彻底改变了地球的生态系统。蓝藻吸收二氧化碳和太阳光,通过光合作用产生能量,同时还会排放出一种废气——氧气,这种细菌是地球上最早的光合放氧生物。当时陆地上并没有任何植物,大地一片荒凉。

虽然目前绝大部分的地球生命都离不开氧气,但早期地球生命都是生活在无氧的环境中,氧气对于它们来说就是一种致命的“毒气”。随着蓝藻的大规模繁殖,大量的氧气被释放到大气中,并且扩散到全球,使得大气中的氧气浓度急剧升高,这就是著名的大氧化事件。

沉积岩中存在着大氧化事件的关键证据。地质学家分析了一处25亿年前的沉积岩,发现其中包含铀矿和黄铁矿,主要成分为二氧化铀(UO2)和二硫化铁(FeS2),这意味着当时地球大气中几乎没有氧气,否则铀和铁都会被进一步氧化为高价的状态。

然而,在铀矿和黄铁矿之上的更年轻沉积岩中,低价的铀和铁消失,取而代之的是出现了红色的砂岩,其中包含了三氧化二铁。铁已经被氧化成+3价,这意味着后来的氧气浓度突然陡增。

大氧化事件对于绝大多数厌氧生物是灭顶之灾,地球生命经历了一次重大洗牌。不仅如此,这次事件还导致地球经历了最为严重的一次冰河时期,持续3亿年,地球陷入了“雪球地球”模式。当然,在那3亿年期间,并不是每天都在下大雪,而是那时地球异常寒冷。

大气中的甲烷和二氧化碳都是温室气体,前者的温室效应是后者的30倍,它们就像盖在地球上方的大棉被一样,让地表保持温暖。然而,由于蓝藻制造出了大量的氧气,导致甲烷不断被氧化成二氧化碳和水,它们成了微量气体。

同时,蓝藻的光合作用还消耗了大量的二氧化。于是,缺乏温室气体的地球开始降温了。不过,科学家推测,大氧化事件只是其中一个主要诱因。如果只是这个原因,地球不可能会遭受如此严重的冰河时期。

研究表明,当时的火山不知何故陷入了死寂。在2.5亿年的时间里,鲜少有火山喷发,所以进入大气中的二氧化碳会大幅减少,原本火山活动会向大气中释放出大量的二氧化碳。

此外,当时的太阳也要比现在冷,地球接收到的太阳辐射也会更少。因为早期太阳的核心大都是较轻的氢,引力作用较弱,核聚变反应速率较低,每秒产生的能量也会更少。随着太阳核心积累越来越多的氦,核聚变反应速率不断加快,太阳变得越来越热。24亿年前,太阳的辐射强度约为现在的85%。

综合以上多种原因,全球气温大幅度下降,开始了持续长达3亿年的休伦冰河时期,全球气温降至-50 ℃,就连赤道都被冰封,整个地球变成了一个大雪球。在7亿年前,地球也陷入了雪球地球模式,但持续时间只有2000万年。

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24-21亿年前,地bai球表面的冰du盖可能有几十米zhi,生活在海dao洋中的那些光版合细菌们在这种权严寒中细胞受损,又得不到光照没办法进行正常的生命活动···正如在上一节中讲到的恶性循环一样,这种全世界被冰覆盖的处境本来是无法逆转的,地球生命演化历程可能就此结束了。但是好在我们的地球还很年轻,它内部还很活跃,在冰盖之下,总有一些火山时刻都在尝试着冲破冰层释放热量,这些火山周边的海域还很温暖,冰层也总是很快就被打破,在这些地区,光合细菌们艰难求生。日复一日,年复一年,不停有火山冲破冰层的封锁,重新释放热量和二氧化碳,地球中的二氧化碳含量又开始缓慢回升,气温又开始重新回暖,冰层开始消退,地球重回温暖。封冻——消融——封冻——消融····在这3亿年间,地球总共经历了4次这种冷—暖的循环。但不管怎样,生命们艰难存活了下来,度过这次危机。顺便说一句,我们现在其实也处于一个大的降温期中,这次降温被叫做“第四纪大冰期”,冰期已经持续了260万年,在这个大的冰期中,有一些时间比较温暖,被叫做间冰期,我们就处在第四纪大冰期的其中一个间冰期中,这就是为什么我们现在比较温暖的一个原因,物竞天择,所以生物才会不断的进化。进而存活下来,我们居住的这个蓝色星球已经存在了45亿年,她孕育出来的万千物种长期一直相互依存,自然环境再恶劣也会有适应这些环境的生物存活下来的,有句话说在逆境中生存下来的才是强者,所以那个时候的生命一定有特殊的方法存活下来内容来自www.179s.com请勿采集。

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