科学家探寻23亿年前:细菌曾把地球变成大雪球 | |||||||||
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http://www.sina.com.cn 2005年08月03日11:25 中国日报网站 | |||||||||
中国日报网站消息:美国科学家提出,23亿年前,一种细菌曾使地球成为一个大雪球。多年来,地质学家收集到的证据一直表明,地球曾在几种偶然情况下呈现过一种全球结冰状态,冰层甚至覆盖赤道,可能对生物产生了极大破坏后果。但这种被称之为“雪球地球”的理论,一直缺少合理解释。现在,最初提出“雪球地球”理论的美国加州理工学院研究小组提出,造成早期地球成为大雪球的“罪犯”,很可能只是一种普通细菌,它释放氧气,最终破坏了可使地球保持温暖的关键气体。在新出版的《美国家科学院学报》上,由加州理工学
研究小组说,当蓝菌发育出第一种能在光合作用下采水的生物,并将氧释放到大气中后,问题就发生了。更多的原始细菌依赖于可溶铁或硫化物,以用于光合作用,在光合作用中转向分解水,使细菌几乎在有光和营养物的地方生长。很多专家认为这是在地球38亿年前至27亿年前的早期发生的,但加州理工学院研究人员在岩石中没有找到证据,能证明细菌转向分解水发生于23亿年前,即古原生代“雪球地球”被引发时期。 当蓝菌引发“雪球地球”时,必须有充足的像磷和铁等关键营养物的供应,对细菌来说,幸运的是地球23亿年前已进入适度冷时期,这反应在加拿大冰河期形成的岩石。对加拿大岩石磁化强度的测量证明,它们当时可能处于中纬度。冰河作用将大陆物质磨成粉末,并将其带进海洋,使海洋富于营养。一旦蓝菌发育出这种释氧能力,它们就将局部的冰河作用变成了全球性的冰河作用。 库伯说:“冰河的更大范围将使蓝菌很快地控制地球上的生物,并开始释放大量氧气。”这种情况对气候是不利的,因为氧气使甲烷很不稳定。库伯和柯什文克的模型表明,在少至10万年的时间内,温室效应可能已被破坏。地球没有了甲烷,全球温度下降到零下50摄氏度。 地球进入冰河期后变得十分寒冷,赤道海洋被大约一英里厚的冰层覆盖,大量生物死亡,只有转入地下或在热温泉中的生物才得以生存下来。 柯什文克等人还证明了一个机制,借助这一机制,地球才能摆脱“雪球地球”。在发生“雪球地球”的大约几千万年后,二氧化碳积聚到一定程度,另外一次温室效应发生了,地球温度又反弹到50摄氏度,冰层逐渐融化,生命重返地球。 柯什文克说:“如果目前地球环境继续恶化,地球仍能成为‘雪球’。如果它再次发生,地球上的所有生物有可能会被再次摧毁。”(记者张孟军)(来源:科技日报) | |||||||||