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地球有过两次大氧化事件,对生物进化意义重大,它怎么发生的呢
2020-09-02           作者:科普大世界

在地球大气中,氧气的含量大约占到了21%,但是并不是地球上的氧气一直就有如今的这么多,地球已经有46亿年的历史,在30亿年前,地球大气层中的氧气含量极其稀少,含量只有百分之零点几,基本可以忽略不计,更多的是二氧化碳和氮气等,但是大致从26亿年前开始,地球大气层发生了第1次大氧化事件。

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生活在原始海洋等水域中的蓝藻等单细胞生物启动了这次事件,它们可以利用阳光进行光合作用并制造氧气,地球上的氧气含量开始渐渐增多,不过这一氧气制造过程大约从30亿年前就开始了(蓝藻最早出现于30亿年前),在距今约6亿年前的时候,地球上的氧气含量达到了1%左右,接着便开始了地球上的第二次大氧化事件。

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那么第二是地球大氧化事件是怎么发生的呢?有科学家认为在距今大约5.8亿年前的时候,地球上发生了一些剧烈的地质活动,主要的大陆拼合成了一个冈瓦纳超级大陆,熔岩活动将地表的大量硫酸盐剥蚀带入海洋,与海水中的微生物和有机质发生反应,产生了大量氧气,使海洋的含氧量增高,经过几千万年的时间变化,地球上海洋的氧气含量逐渐增加到如今的60%左右,这一过程同时催生了地球生命史上的寒武纪生物大爆发。

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上面说法是中科院南京地质古生物研究所与英国地质、古生物学者合作研究得出的,研究成果于2019年9月2日发表在《自然-地球科学》上发表在自然科学杂志上。不过也有不少学者有其他的看法,比如更多的学者认为地球早期大气层中的氧气含量与蓝藻等单细胞生物的光合作用直接相关,到了大约6亿年前的时候,地球海洋面积较大,温度适宜,非常适合蓝藻生长,使得地球海洋等水域中蓝藻大规模出现,海洋中的氧气浓度成倍提升,而海水中的氧气又通过气体交换进入大气层,使得大气层中的氧气含量也迅速增加,地球陆地上的动植物也开始变多,而植物的大量出现,又使得氧气加倍增加,到了距今约3亿年前的石炭纪,地球上的氧气含量一度达到了35%左右。

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我们都知道氧气浓度含量多的时代,地球上出现了一些大型的动植物,由于氧气丰富,动物呼吸方面不是问题,一些大型的昆虫等节肢动物出现于石炭纪及其前后时代,之后的蚊子苍蝇等相当于现在的数倍大,蜻蜓可以长75厘米,地球上生长着茂盛的蕨类植物,这些动植物都留下了丰富的化石痕迹,煤炭和石油等就是这一时期的主要贡献。

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不过地球上的氧气突然增多,也曾经造成过生物史上的灾难,在大氧化事件发生的时期,有一些原始生物因地球上氧气的增多而消失了,因为有些简单的生物是不需要氧气的,而且氧气的活性很强,不依靠氧气生存的生物,很难接受氧气的化学作用造成的伤害,因此当地球上的氧气开始增多的时候,有些在地球上存在了几亿年的原始生物也就消失了,因此在地球氧化事件也被有些生物学家称之为氧气灾难。

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不过总体来看,地球上氧气的增加对生命的发展的意义要大得多,具有不可替代的作用,它在消灭一些原始人厌氧生物的同时,催生了生命从单细胞生物向多细胞生物的进化,使得生命形式进入到更高级的发展阶段,才有了今天千姿百态的生物世界。不过凡事皆有度,过之如不及!如果地球氧气含量突然暴增或降低的话,生物短时间中不能适应,同样会造成灾难性事件。

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动物的生存都需要氧气,近几百年来,由于人类燃烧化石燃料等活动的增加,导致地球上的氧气含量不断减少,二氧化碳浓度则不断提升,这也引起了人们对地球缺氧及全球变暖等等方面引起的问题的担忧,其实氧气太多了,也并不就是好事,目前氧气减少与二氧化碳的增多还不足以造成特别大的灾难事件,但是这种消耗氧气和增加二氧化碳的趋势需要控制。

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参考资料:

《中国青年报》2019年9月4日文章《中英科学家还原5亿多年前“地球大氧化”事件始末》

责任编辑:Geoffrey 来源:
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