氧氣是復(fù)雜多細(xì)胞生物得以生存和繁衍的重要條件之一。孕育了地球上最早的復(fù)雜多細(xì)胞宏體生物的埃迪卡拉紀(jì)早期海洋，其深層海水是否發(fā)生了氧化?據(jù)中國(guó)科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所2日消息，該所副研究員王偉等人展開研究，為當(dāng)時(shí)海洋的氧化狀態(tài)提供了新的證據(jù)，相關(guān)成果已于1月27日在線發(fā)表于國(guó)際知名期刊《地質(zhì)學(xué)》。

距今6.35到5.38億年前的埃迪卡拉紀(jì)是地球生命演化的關(guān)鍵轉(zhuǎn)折時(shí)期。該時(shí)期地層中產(chǎn)出了大量由復(fù)雜多細(xì)胞生命組成的化石生物群，例如：華南揚(yáng)子地臺(tái)的“藍(lán)田生物群”“甕安生物群”等。復(fù)雜多細(xì)胞生物的生命活動(dòng)需要消耗大量氧氣，它們的出現(xiàn)代表著當(dāng)時(shí)海洋環(huán)境中含氧量的增高，但是許多研究卻認(rèn)為新元古代晚期埃迪卡拉紀(jì)海洋的深水區(qū)仍處于還原缺氧狀態(tài)。

近期，中國(guó)科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所與中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所合作，利用黃鐵礦硫同位素原位微區(qū)分析方法，并結(jié)合巖石學(xué)和礦物學(xué)分析，揭示了埃迪卡拉紀(jì)早期海洋中的硫酸根庫容量比先前估計(jì)的要高，表明當(dāng)時(shí)深層海水可能已經(jīng)開始大規(guī)模氧化。

地質(zhì)歷史時(shí)期古海洋環(huán)境的恢復(fù)多借助于地球化學(xué)手段，硫同位素是其中最常用的地化指標(biāo)之一。王偉表示，本研究指出全巖硫同位素指標(biāo)在古環(huán)境重建中存在一定的局限性，并提供了相應(yīng)的解決方案。

在大氣含氧量普遍較低的情況下，陸源硫酸根離子是海洋的重要氧化劑，對(duì)古海洋深水區(qū)的氧化起到關(guān)鍵性作用。在硫酸鹽還原細(xì)菌作用下，硫酸根與有機(jī)質(zhì)發(fā)生氧化還原反應(yīng)，硫同位素在氧化態(tài)和還原態(tài)中發(fā)生同位素分餾。盡管引發(fā)硫同位素分餾的因素很多，但其分餾程度常用來反推地質(zhì)歷史時(shí)期海洋環(huán)境中的硫酸根濃度和古海洋的氧化能力。

“早期的方法有可能導(dǎo)致所提取的古海水中的同位素信號(hào)疊加了其他介質(zhì)的信號(hào)，致使我們對(duì)當(dāng)時(shí)海洋水體的氧化還原狀態(tài)的認(rèn)識(shí)產(chǎn)生偏差。”王偉說。(徐珊珊)

關(guān)鍵詞： 深層海水發(fā)生氧化