海洋科学家 -研究海洋的科学家

没有氧气，就没有地球今天的生机盎然，这是大家的共识。我们目之所及的生命，几乎都是靠呼吸氧气来生存的。

0 z. k) R% j! N5 Q/ @7 q" |7 I1 {

尤其在二氧化碳排放严重、温室效应持续拉高地球温度的情况下，大家更怀念氧气多一点的时代。然而，你可能想象不到，氧气也不是多多益善的。在那些氧气含量丰富的时代，地球的日子同样不好过。

: ]4 P' S- y3 {, ^- t

（图片说明：生物大灭绝）

8 |4 ?) `& `$ a0 F

昨天我们刚刚介绍过，科学家最近的一项研究表明：大约在24亿年前，由于地球自转速度减缓，给蓝藻提供了光合作用的契机，合成了大量的氧气。这些氧气给地球孕育复杂生命打下了坚实的基础，这段时期也被称为地球的大氧化事件。

! y/ E! H$ B7 u* t6 l1 I

但我们当时没有提及的是，大氧化事件之后随之而来的，就是地球上的一场空前灾难，以至于地球差一点成为完全没有生命的炼狱，那就是著名的雪球地球事件。

氧气占据了大量原本由温室气体占据的含量，导致地球温度急剧下降，甚至低于了冰点。寒冷的天气让地球表面迅速结冰，冰盖甚至接近赤道！由于冰是白色的，更有效地反射了阳光，形成恶性循环，进一步降低了地球的温度，让地球成为了冰封的死亡世界。

（图片说明：雪球地球）

& o, X2 D. t, Z5 R

直到后来，地球迎来了巨大的火山爆发，融解了这些冰，才让地球重新回到了宜居的气候。若不是幸运地迎来了火山爆发，地球不可能孕育出今天这样的生命。

不管怎么说，24亿年前，地球上还只有像蓝藻这样的简单生命，所以雪球地球事件虽然恐怖，却谈不上生物大灭绝。然而，到了2.52亿年前，地球迎来了一次真正的大灭绝事件。而导致这次大灭绝的，很可能也是因为氧气的爆发。

& n- ?; d- W) k5 `0 }

在我们地球的历史上，一共发生过5次生物大灭绝事件，其中以2.52亿年前上演的二叠纪生物大灭绝尤为恐怖。由于它一直延续到三叠纪时期，因此又被称为二叠纪-三叠纪生物大灭绝。在这次大灭绝事件中，大约90%的海洋生物和70%的陆地脊椎动物物种彻底消失。比如我们熟悉的史前生物三叶虫，也是在这次事件中灭绝的。

6 X: @4 A* W& x3 ]) ~4 V

（图片说明：三叶虫化石）

" y/ u) G" n% a; i" W

关于二叠纪生物大灭绝的一些细节，科学家们依然充满了疑惑，比如它的起止时间，比如它的主要原因等等。此前的研究认为，造成这次灾难的根源，可能在于气候剧变、火山喷发等等因素。

~+ A9 ^' b! H

在最近一项新的研究中，科学家们指出了一个此前被忽略的细节，或许与这次灾难有一定的关系。那就是在大量生物被迫退出历史舞台的同时，地球的氧气含量发生了剧变。

! i; b! v7 p- b6 n. k

来自佛罗里达州立大学（FSU）的地球科学家Sean Newby等人发现，就在二叠纪大灭绝事件开始的时期附近，地球海洋的含氧量突然大幅激增，并且一直持续了几万年的时间，才开始逐渐稳步下降。

; P5 \4 p) @$ ^# [! l: j! A

$ P+ O4 y9 K! H. H- t6 }

. P5 t3 w! k- s$ ]5 { w

, K+ H$ i3 i' e5 ?

Newby说道：“从地质记录的角度上讲，这个时长几乎就是一瞬间的事。当然了，你也可以将它和现代人类引发的气候变化进行对比。我们在远不及此的时间内，带来了巨大而又严重的变化。”

$ F- U; J9 y( l- p* o0 s7 i, B+ d. s

然而，仅仅是最近一百多年地球大气中二氧化碳的提升比例，就导致大量的生物灭亡，以至于很多人将今天称作是第六次生物大灭绝。因此，在持续数万年的时间里引发的氧气含量剧变，导致史上最恐怖的大灭绝事件也就不足为奇了。

4 Z7 [# a; x+ a: h- z* K

那么，研究人员是如何推测数亿年前地球的氧气含量呢？

& Z5 Y" D: b8 q

目前来说，同位素分析法是比较可靠并且常用的。通过对海洋沉积物中铊同位素的分析，研究人员可以推测出几亿年前海洋的化学物质组成，从而判断氧气的含量。

+ b: ?2 a. J# W3 i

（图片说明：二叠纪生物还原图）

1 n- Q' M4 j% ^$ H( T3 v: C

在此之前，就有研究人员进行过相关的研究。当时发现，在整个二叠纪生物大灭绝的过程中，海洋中的氧气含量始终处于下降的态势，科学家称之为海洋缺氧现象。

不过，这一次的研究人员发现，在那一次海洋缺氧之前，氧气含量还经历过一次激增。正是这个被忽略的细节，暗藏着重要的秘密，或许能够解释大灭绝事件的发生原因。

目前来说，科学家还不知道是什么原因导致了这次氧气的激增，但看起来，这对于生物来说似乎不是一件好事。研究人员推测，在海洋氧气含量上升然后下降的这个过程中，海洋生物迎来了双重挑战，这比单纯的下降还要危险。

8 u) g$ J/ b) Q6 h, M* V

' v2 `: {- h7 D8 Y% z ^

2 U/ z; C" X5 ?" a9 s

- G2 v: n& e& K

Newby介绍说：“此前的研究认为，环境中氧气含量的降低导致了灭绝事件的发生，DNA当时的理论认为这是一种渐变的过程。我们惊讶地发现，这种超高速的氧化事件恰好与灭绝事件的起点相重合，随后才转而降低到正常水平的。”

% X0 C0 o/ E- X/ J r/ l

同样来自于佛罗里达州立大学的海洋生物化学家Jeremy Owens说：“由于当前的生物适应了较高的氧气含量，导致氧气的减少显得尤为关键。如果原本环境的氧气含量就不高，那就会有很多的生物能够适应这种环境。所以说，任何一种剧烈的波动，都会产生巨大的影响。”

* z( n: M% F8 B ^

（图片说明：二叠纪环境还原图）

接下来，研究人员希望对其他几次大灭绝事件进行研究和分析，看看其中是否也有类似的情况发生。更好地了解氧气激增的原因，不仅有助于我们推测大灭绝事件的因果，也可以指导我们如何看待今天的气候危机及其持续性的影响。地球生物已经因为大气成分的变化迎来过至少一次大灭绝了，这一次是否还会导致灭绝发生，还需要科学家们的深入研究。

7 ?% @) i: ^$ m

想了解更多精彩内容，快来关注姿势分子knowledge

: J' R f, q- H, S0 } + _6 s) Y( D# Q' b 6 }8 i9 d7 n- c& D# T# Q$ { . h9 r% z' K6 u$ ~7 C) Q2 R