20亿年前的海盐捕获了地球的“大氧化”

2022-01-24 / 作者:猫咪资讯 / 来源:网络整理 / 阅读:164 /
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普林斯顿大学科学家领导的一个国际研究小组发现,氧气的上升发生在大约23亿年前(古元古代时代)& # 8212;被称为大氧化事件& # 8212;比之前提到的要充实得多。古代海水遗留下来的盐分揭示了20多亿年前地球大气氧化作用的新信息。这里展示的是一个20亿年前的盐(粉白色重结晶石......

普林斯顿大学科学家领导的一个国际研究小组发现,氧气的上升发生在大约23亿年前(古元古代时代)& # 8212;被称为大氧化事件& # 8212;比之前提到的要充实得多。

Salts left over from ancient seawater reveal new information about the oxygenation of the Earth’s atmosphere more than 2 billion years ago. Shown here is a sample of 2-billion-year-old salt (pink-white recrystallized halite) with embedded fragments of calcium sulfate from a geological drill core in Karelia. Image credit: Aivo Lepland, Geological Survey of Norway.古代海水遗留下来的盐分揭示了20多亿年前地球大气氧化作用的新信息。这里展示的是一个20亿年前的盐(粉白色重结晶石盐)样本,其中嵌入了来自卡累利阿地质钻孔岩心的硫酸钙碎片。图片来源:挪威地质调查局。

“它不像涓涓细流,更像消防水带。这是氧气生产的一个重大变化,”普林斯顿大学地球科学系博士后研究员克拉拉·布莱特勒博士说。

氧气大幅上升的证据来自结晶海盐,它是从欧洲卡累利阿奥内加湖西岸一个1.2英里深的名为奥内加参数洞的洞里提取的。

这些盐晶体比以前发现的任何盐矿床都要古老十亿年以上。

矿床中含有石盐,被称为岩盐,化学性质与食盐或氯化钠相同,还有其他钙、镁和钾的盐。正常情况下,这些矿物质很容易溶解,随着时间的推移会被冲走,但在这种情况下,它们在地球深处保存得非常好。

这些盐晶体是古代海水蒸发时留下的,它们为地质学家提供了20多亿年前地球上海洋和大气组成的前所未有的线索。

氧气产量增加的关键迹象来自于发现沉积物中含有令人惊讶的大量海水成分硫酸盐,这是硫与氧气反应时产生的。

“这是有史以来最强有力的证据表明,这些矿物沉淀的古代海水中硫酸盐浓度很高,至少达到我们估计的今天海洋硫酸盐的30%,”塔林理工大学和挪威地质调查局的艾沃·莱普兰博士说。

“这比以前想象的要高得多,需要对地球20亿年前的大气-海洋系统的氧化程度进行相当多的反思。”

氧气约占空气的20%,对我们所知的生命至关重要。根据地质证据,氧气在24至23亿年前开始出现在地球大气层中。

然而,在这项研究之前,地质学家并不确定这种氧气的积累。由能够进行光合作用的蓝细菌的生长引起,包括吸收二氧化碳和释放氧气& # 8212;是一个耗时数百万年的缓慢事件,还是一个更快速的事件。

“很难检验这些想法,因为我们没有那个时代的证据来告诉我们大气的成分,”布莱特勒博士说。

奥涅加参数洞的海盐晶体提供了这一证据。

普林斯顿大学的约翰·希金司博士说:“样本的独特性质使它们在拼凑大氧化事件后的历史方面非常有价值。

“这是一种相当特殊的地质矿床。关于与各种化学信号的增加和减少有关的大氧化事件是代表氧气产量的巨大变化,还是仅仅是一个被跨越的门槛,一直存在很多争论。”

“最重要的是,这篇论文提供了证据,证明地球在这段时间内的氧化作用涉及大量氧气的产生。”

“这项研究将刺激新模型的开发,以解释大氧化事件后发生了什么,导致大气中氧气的积累,”布莱特勒博士说。

“陆地或海洋上的反馈周期可能发生了重要变化,或者微生物产生的氧气大幅增加,但无论是哪种情况,都比我们之前理解的要戏剧性得多。”

该团队的发现发表在《科学》杂志上。

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二十亿年前的蒸发岩捕获了地球的大氧化作用。《科学》,2018年3月22日在线发布;doi: 10.1126/science.aar2687


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