大气中的氧气催生了远古生命大爆发

科学家最新研究称，地球远古时期1亿年时间氧气指数缓慢升高，最终引爆寒武纪生物大爆发。图中是马尔三叶虫化石。

据国外媒体报道，目前，最新一项研究表明，地球生命进化并非“爆发式发展”，经历了1亿年达到现今大气层氧气指数的10%，地球生命逐渐出现了多样化发展。

科学家认为，地球上最早期生命是厌氧型生物，它们不需要氧气便能幸存下来，在25亿年前至6亿年前之间，当时大气层缺少氧气。然而大约6亿年前出现生命大爆发，出现动物生命爆发式进化，同时大气氧气含量增高。

美国、加拿大和中国寒武纪时期岩石样本能够揭晓这一过程需要多长时间完成，研究人员称，大约1亿年时间氧气含量从现今地球大气的1%上升至10%。科学家指出，早期动物进化很可能是通过增大氧气含量而启动的，而不是动物行为改变导致氧气含量升高。英国伦敦大学学院生物地球化学家菲利普-波格-斯特拉德曼(Philip Pogge von Strandmann)博士称，我们希望发现生命进化与地球气候进化的关联性。

问题在于生命体如何积极改变地球气候，以及为什么地球需要如此长的时间才具备适宜生命存活的条件，这对于理解地球气候系统以及地球生命如何最初孕育形成是至关重要的。我们非常吃惊地发现地球制造充足氧气花费了如此长时间，并证实大气氧气含量升高并非是动物行为改变所致。

科学家普遍认为，大约25亿年前地球大气层氧气含量开始逐渐增多，这是由于叫做蓝藻细菌的光合细菌释放氧气所致。但是这些氧气多数被岩石和海洋吸收，直至大约6亿年前才出现氧气含量峰值。

6亿年前氧气含量峰值的出现令科学家们迷惑不解，一些专家指出，地球上大量动物的出现改变了大气氧气含量。在这项最新研究中，科学家测量了7.7亿年前至5.2亿年前岩石样本中的硒同位素，同时计算分析当时的氧气含量。目前，这项研究报告发表在近期出版的《自然通讯》杂志上。

地球历史上出现两次重大氧气指数升高时期，一次发生于25亿年前，当时大气氧气含量从没有升高至现今的1%;另一次发生于7亿年前，当时大气氧气含量升高至现今的10%。

研究人员发现地球经历了3次重要的冰川时期，使地球成为一个“雪球”，7.16亿年前图特冰期、6.35亿年前马林诺冰期和5.8亿年前葛斯奇厄斯冰期。在这一时期之间，陆地覆盖了冰层，多数海洋被冰冻，然而当它们融化时，大量的营养物质进入海水。

当细菌和其它营养物质流入海洋中，海水氧含量开始升高，相应地孕育更多的浮游生物。当浮游生物死亡之后成为海底有机碳物质，导致大气层氧气含量开始升高。华盛顿大学地质学家大卫-凯特林(David Catling)教授说：“逐渐增多的氧气像一根缓慢的导火线，最终引爆地球生命快速进化。大约6.35亿年前充足的氧气可能支持微型海绵动物存活;5.8亿年前氧气含量较低的海底出现一些奇异生命形式，再过0.5亿年之后，脊椎动物祖先开始在富氧海水中游动。”