長江日?qǐng)?bào)大武漢客戶端4月5日訊 當(dāng)?shù)厍蛞驗(yàn)闃O寒氣候冷凍成一團(tuán)雪球時(shí)，生命的出路在哪里？也許神農(nóng)架綿延的群山知道答案。4月4日，中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）童金南教授團(tuán)隊(duì)發(fā)表最新研究成果，湖北神農(nóng)架產(chǎn)出的“宋洛生物群”化石及其地質(zhì)環(huán)境，為6.35億年前“雪球地球”時(shí)期地球生命如何在極端惡劣的氣候下保存自身提供了有力證據(jù)，這一研究綜合古生物化石和地球化學(xué)證據(jù)，修訂了此前“雪球地球”模型的圖景。
地球氣候從來不是一個(gè)恒溫環(huán)境，它會(huì)變暖，也會(huì)變冷。距今6億～7億年以前，地球就發(fā)生過兩次極為漫長而嚴(yán)重的冰凍事件，地球表層冰蓋迅速擴(kuò)張至低緯度赤道地區(qū)，形成了全球冰封的局面，直接將整個(gè)地球凍成了大雪球。這兩次冰凍事件分別被稱為斯圖特（sturtin）冰期和馬里諾（Marinoan）冰期，其中光馬里諾（Marinoan）冰期就持續(xù)了數(shù)千萬年之久，就是著名的新元古代“雪球地球”時(shí)期。“雪球地球”時(shí)期是地球生命演化史上的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，生命熬過地質(zhì)史上最嚴(yán)重的冰室氣候，不適應(yīng)的物種滅亡，適應(yīng)的物種等待“堅(jiān)冰深處春水生”，迎來生命大爆發(fā)，海洋快速增氧，從而演化出豐富多彩的、喜氧的早期動(dòng)物。
生命如何熬過漫漫冰河時(shí)代？國際學(xué)者紛紛構(gòu)建了不同的“雪球地球”模型，主要存在兩種主流觀點(diǎn)：一種認(rèn)為雪球地球時(shí)期全球冰封，在低緯度冰蓋表層下可能存在冰錐或冰洞，生命在這些“避難所”里頑強(qiáng)生存；另外一種觀點(diǎn)認(rèn)為“雪球地球”并非全球冰封，氣候模擬結(jié)果顯示低緯度赤道地區(qū)存在開放水域，生命在這些水域里躲過浩劫。然而，這兩種假說都不能很好地解釋“雪球地球”時(shí)期生物如何生存和演化這一關(guān)鍵科學(xué)問題。
線索來自湖北神農(nóng)架。2015年，童金南教授團(tuán)隊(duì)葉琴博士在《地質(zhì)學(xué)》雜志上報(bào)道了產(chǎn)自神農(nóng)架地區(qū)宋洛剖面南沱組（6.35億年前，馬里諾冰期時(shí)期。南沱組特指我國華南（揚(yáng)子）地區(qū)分布最為廣泛且穩(wěn)定的成冰紀(jì)（南華紀(jì)）冰期地層）黑色頁巖地層中的宏體碳質(zhì)壓膜化石，其中部分為底棲宏體藻類，被命名為“宋洛生物群”，這一發(fā)現(xiàn)填補(bǔ)了成冰紀(jì)雪球地球時(shí)期宏體古生物化石空白。
有生命，就必然有生命賴以生存的“家”，童金南教授團(tuán)隊(duì)的此次研究就是通過地球化學(xué)分析勾勒出“宋洛生物群”宜居場所的樣子。他們對(duì)“宋洛生物群”產(chǎn)出層位（黑色頁巖層）和相鄰的冰磧巖層位開展了系統(tǒng)的碳同位素、氮同位素、鐵組分沉積測(cè)定。數(shù)據(jù)顯示，那時(shí)神農(nóng)架屬于濱海地區(qū)，當(dāng)時(shí)“宋洛生物群”生存的古環(huán)境是并未冰封的開放海洋水域，底層水體為缺氧環(huán)境，表層海水因大氣循環(huán)而創(chuàng)造了有氧環(huán)境，海洋中存在完整的有氧氮生物地球化學(xué)循環(huán)過程。一大群海洋真核藻類生活其中，具備了相對(duì)較高的初級(jí)生產(chǎn)力水平。
這幅以“宋洛生物群”為線索的成冰紀(jì)全球開闊水域分布圖，顯示當(dāng)時(shí)不僅低緯度地區(qū)，包括北半球中高緯度地區(qū)（北緯30-40度之間）其實(shí)也存在擴(kuò)張的有氧開闊水域，早期的底棲宏體藻類就在這些水域里安然越冬，安靜演化，保存了地球生命的火種。成冰紀(jì)需氧底棲宏體藻類演化也解答了“雪球地球”時(shí)期何處才是生命綠洲等懸而未決的科學(xué)問題。
該項(xiàng)成果以《馬里諾雪球地球晚期中緯度存在海洋真核藻類的宜居環(huán)境》為題在最新一期的《自然·通訊》雜志在線發(fā)表，并被《自然》編輯部選為亮點(diǎn)論文進(jìn)行報(bào)道。論文第一作者和通訊作者為中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）生物地質(zhì)與環(huán)境地質(zhì)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室童金南教授團(tuán)隊(duì)宋虎躍研究員。
（長江日?qǐng)?bào)記者周劼 通訊員孫彥欽 趙婧萱）
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