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动物起源于地球大气之前,海洋富含永利澳门游戏网址304

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SubmarineEruption
2015年Axial Seamount喷发时,玻璃覆盖的玻璃流动的空心枕头流动带有冷冻的熔岩舌。 海洋表面距离头顶1.8公里(1.1英里)。 这个流量约为125米(400英尺)。 照片:华盛顿大学/ OOI-NSF / CSSF-ROPOS

我们知道,地球上的生命早在35亿年前就存在于地球上,距离太阳系本身存在仅仅十亿年,我们的星球与我们现在看到的地方截然不同。 年轻地球上的生命形式与今天明显居住在地球上的形式大不相同,所有生命都以15亿至20亿年的微生物存在。

这些生物中的许多生物都存在于硫和甲烷等化学物质中,并且不需要永利澳门游戏网址304,其占地球大气层的一小部分比我们今天熟悉的近21%。

第一批生活稍微复杂的生物大约在21亿至16亿年前进化,但是大约在8亿年前左右才开始出现 。 这种转变通常被认为是在地球上的永利澳门游戏网址304含量显着增加的同时发生的。

然而,加利福尼亚大学伯克利分校的地​​球化学家进行的一项研究显示,在第一批动物进化后,地球海洋和大气的氧化需要数亿年。 实际上,与现在所有的动物生命不同,第一批动物 - 我们都从中下降 - 并不依赖于永利澳门游戏网址304。

Pillow Lava Rocks 当岩浆从海底渗出时,枕形熔岩就像这些岩石一样形成。 研究人员利用这些古老的岩石来研究海洋在数亿年前的永利澳门游戏网址304含量。 照片:OAR /国家海底研究计划

在他们的研究中,Daniel Stopler和Brenhin Keller研究了深海的氧合作用,在那里认为动物的生命起源于此。 海洋和大气中永利澳门游戏网址304含量的增加是相互关联的,它与动物的起源和多样化有关。

在地球存在的前20亿年里,大气中几乎没有永利澳门游戏网址304存在,但是大约24亿年前突然上升,当时暴露在空气中的富含铁的岩石变成了红色。 但即便如此,大气中的永利澳门游戏网址304水平仅比现在少了一百万倍,这远远不足以让海洋吸收任何永利澳门游戏网址304。 因此,海洋仍然没有永利澳门游戏网址304或缺氧。

化石木炭矿床首次出现在大约4亿年前,这表明大气层当时有足够的永利澳门游戏网址304来支持野火。 这意味着今天永利澳门游戏网址304水平的50%到70%,这足以改变海洋的缺氧状态。

为了缩小永利澳门游戏网址304水平足以使深海充氧的时期 - 现代水平的10%到50%之间 - Stopler和Keller看着海底火山爆发期间形成的火成岩。 火山喷发后海水在这些岩石中循环,如果水中有永利澳门游戏网址304,它会氧化那些岩石中的铁。

“我们的想法是研究这些玄武岩中铁的氧化态的历史,看看我们是否可以确定铁何时开始出现氧化迹象,因此当深海首次开始含有大量溶解的O2时,”Stolper周三在说。

他们发现,在5.4亿至4.2亿年前的某个时间,海底火山岩中的铁首先出现氧化迹象。

“这项工作表明,大气永利澳门游戏网址304浓度增加到足以氧化深海并创造一个与今天相似的世界并不是动物出现所必需的,”Stolper说。

名为“潜艇玄武岩中铁氧化态深海溶O2记录” 于周三在线发表在“自然”杂志上。


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