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来自远古冰室的“预警” | 科技前线
2025-07-26 08:17  浏览:586  搜索引擎搜索“手机晒展免费版”
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3亿多年前的地球曾是一个“冰雪世界”。当时的空气含氧量是今天的1.2倍至1.7倍,传统观点认为,在这段高氧冰期,海洋应该更“健康”。

近日,中国科学院南京地质古生物研究所领衔的国际团队研究揭示,“高氧+冰室”的组合,并不意味着3亿多年前的海洋一直生机盎然。


▲古生代海洋生物多样性、大气成分与海洋氧化状态

01

高氧冰期

海洋暗藏“缺氧危机”

中国贵州罗甸盆地保存着3.1亿年前至2.9亿年前连续沉积的碳酸盐岩,这些“岩石日记”记录着远古海洋的呼吸。

通过分析岩石中的铀同位素(238U/235U),团队首次精确“测量”了当时海底的缺氧范围。


▲石炭–二叠纪之交古地理与华南罗甸盆地纳庆剖面柱状图

结果显示,尽管处于高氧冰期,铀同位素比值却多次骤降。这意味着海底缺氧区域反复扩张,最严重时可能覆盖了4%至12%的海底面积!

更为关键的是,每次缺氧扩张都伴随着“异常信号”:大气二氧化碳浓度快速飙升、碳同位素出现负漂移(类似给地球“验血”,发现碳来源突变)。

结合火山活动、植被演化等地质事件,团队利用CPU生物地球化学模型“复盘”了当时的碳循环:虽然大冰期有机碳埋藏增加会降低大气二氧化碳水平,提升氧气水平,但间歇性的巨量碳排放(可能来自火山喷发或有机物大规模分解)仍会打破平衡,导致气候变暖,进而使海洋表层水温升高、溶解氧减少;同时,海水中有机质的沉降消耗大量氧气,导致底层海水逐渐“缺氧”。


▲碳-磷-铀模型结果及其与相关地化指标的对比

02

给现代的“气候警示录”

这项研究提醒人类:地球气候系统远比想象中复杂,即使在“高氧+冰室”的理想状态下,全球变暖仍可能触发海洋缺氧。

三亿年前的海洋生物曾经历过这样的危机,而今天的人类正站在另一个关键节点。

现代海洋正面临由全球变暖引发的缺氧风险,海水升温后溶解氧减少,加上污染物排放,部分海域甚至已出现“死亡区”。

人类不仅要关注二氧化碳浓度,更要警惕变暖本身给海洋生态带来的连锁反应。缺氧区的扩张可能让鱼类、贝类等生物失去家园,甚至引发区域性生物灭绝。

控制碳排放、保护海洋,或许是人类最好的选择。

论文链接:

https://doi.org/10.1073/pnas.2420505122

来源:中国科学院南京地质古生物研究所

责任编辑:王颖


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