5.4亿年前动物是“突然”出现?百余年秘密揭开( 二 )

早在 2006 年,朱茂炎团队就提出了阶段性辐射和灭绝的寒武纪大爆发过程模型,并发现动物早期演化的阶段性辐射和灭绝过程,与海水碳同位素的异常变化存在耦合关系。

5.4亿年前动物是“突然”出现?百余年秘密揭开

△朱茂炎展示西伯利亚采集的化石

通过与俄罗斯同行合作,朱茂炎团队于 2008 年在西伯利亚开展了野外工作,采集了一套珍贵的寒武纪早期碳酸盐岩地层样品。随后,中英俄合作团队对这套样品开展了系统的碳、硫同位素实验分析和数学模型计算,获得了令人兴奋的研究结果。研究表明,西伯利亚地区海水碳、硫同位素在寒武纪早期距今 5.24 亿年至 5.14 亿年期间发生了五次同步变化,这种变化指示了大气和浅海中氧气含量的变化。他们发现,在同一时期,动物化石的多样性也发生了变化,且变化的次数和幅度与含氧量变化的次数、幅度高度吻合。

而之后,在距今 5.14 亿年之后的大约两百万年间,海水中的碳和硫同位素之间的变化则是不同步的,指示了海水的普遍缺氧。巧合的是,这一时间内发生了全球性寒武纪动物群的大灭绝。

因此,该研究首次从科学层面解开了寒武纪大爆发的重要原因。也就是,寒武纪大爆发的幕式过程受控于大气和海洋的氧气含量变化。" 当然,这只是我们本次研究的初步成果,我们还要研究寒武纪前后的时期,另外还会去世界其他地区继续采样研究,以证实这一研究结果是否具有普遍性。" 朱茂炎说。

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5.4 亿年前,动物爆发式出现;而 5.14 亿年后,寒武纪动物又发生了大规模灭绝。

" 寒武纪大爆发时期几乎出现了现存的所有动物门类,现存动物的基本形态在寒武纪时期已经成型。而后,寒武纪生物又发生了大灭绝,这次大灭绝导致了当时地球上 40% 多的动物灭绝。" 朱茂炎说。

这种大规模的生物大灭绝,让人类警惕。未来,是否会再次发生这种生物灭绝?朱茂炎告诉现代快报采访人员,未来,地球上并不排除再次发生生物大灭绝的可能性。" 生物大灭绝一般有两种情况,一种是地球内部发生变化,比如:火山喷发释放出大量二氧化碳或者有毒气体,全球气候增温,导致地球大面积缺氧。还有一种情况是,外行星撞击导致生物大面积灭绝,距今 6500 万年前后的恐龙灭绝就是这种情况。"


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