长江日报大武汉客户端1月7日讯(记者杨佳峰通信员孙彦钦)5.8亿年前,陈腐地球并非从容地线性加多氧气,而是像芳华期的孩子同样有些叛变,在富氧和缺氧间反复回荡,导致海洋多细胞生物大爆发。1月6日,中国地质大学(武汉)微生物与环境寰宇要点履行室陈中强西席团队在《当然·地学》(NatureGeoscience)发表决策后果,系统揭示了陈腐地球海洋氧化流程的这一非线性特征,为人命复杂化创造了关键的“契机窗口”。

模子景色从幽闲缺氧震憾为极限轮回波动。
陈中强西席团队在决策中构建并行使了“自抓回荡”数值模子,立异性地模拟了埃迪卡拉纪中期的“磷—氧—碳”(P-O-C)生物地球化学轮回,将5.79亿年前的“加斯基尔斯冰期”与其前后的大师性增氧事件径直能源学干系。
模子适度标明,那时的地球系统处于一种不幽闲景色,简略在缺氧与富氧两个稳态之间发生周期性回荡,周期约为500万年,且在约2000万年内至少轨则性地发生了三次“氧化脉冲”。

埃迪卡拉纪中期碳—铀同位素的地层变化及同期期化石纪录汇总。
陈中强将这一流程形象地比方为“跷跷板”机制:在富氧阶段,关键养分元素磷被锁在海底千里积物中,扼制了后续的低级产氧坐蓐;氧气水平的着落又导致磷被从头开释回海水,为下一轮生物华贵和产氧激增准备了“燃料”,从而开动系统干涉下一个轮回。
这一决策适度在澳大利亚西北部岩石上找到实证。团队从这些岩层中索求了碳、铀等同位素数据,发现了明显且同步的“碳降铀升”信号步地。

地球系统碳-氧-磷-铀(C-O-P-U)耦合系统景色暗示图。
“模子适度与地质纪录的高度吻合,阐述了‘氧气脉冲’并非随即事件,而是那时地球系统内在不幽闲性的势必弘扬。”团队中的李子珩博士强调,数值模拟不仅能评释咱们不雅测到的同位素信号,还能臆测并重现这种周期性波动的内在逻辑。
陈中强西席告诉记者,模子泄露的三次氧气脉冲岑岭期,在技术上与大师最早一批复杂多细胞生物群,如我国的“蓝田生物群”“瓮安生物群”等的繁茂期高度吻合。这标明,是地球系统本身的周期性回荡,而非从容地线性加多氧气,为人命复杂化创造了关键的“契机窗口”。

海洋富氧与缺氧轮流的“氧化脉冲”景色,最终演进为宜居地球,为动物的出身与演化奠定了基础。徐涵绘
“这项决策从根柢上更正了咱们的意志——陈腐地球上氧气并非只是慢慢增多。”陈中强先容,“地球从长久缺氧向富氧景色的过渡,并非坦然的‘渐变’,而是势必要履历一个充满剧烈波动的‘悠扬芳华期’。”
陈中强透露,“自抓回荡”数值模子框架不单是是对特定地质事件的重建,更构建了一个邻接复杂地球系统举止的通用框架。它能将复杂地球系统简化为由关键物资轮回组成的微分方程组,让地球的动态举止对应方程解的幽闲性特征,为意志现代地球系统演变提供紧要启示。