佛罗里达州立大学的科学家们发现了地球历史上一个谜题的答案:为什么海洋生物在数百万年前经历了一次非同寻常的繁荣?
长期以来，科学家们一直困惑于是什么引发了大约4.87亿到4.43亿年前奥陶纪时期生命的大爆发和海洋物种多样性的显著增加。由佛罗里达州立大学地质学副教授赛斯·杨和博士后安德斯·林德斯科格领导的一项新研究为这种古老的生态转变和氧气在其中所起的作用提供了见解。他们的研究发表在《自然地球科学》杂志上。
为了解开这个古老的谜团，Lindskog和Young与FSU和瑞典隆德大学的同事们开始了一项任务，以了解奥陶纪时期的环境条件，特别是古代海洋中的氧气水平。氧气对高等生物的发育至关重要，所以它是海洋生物进化的关键角色。
“通过更好地了解这些变化的背景，我们可以更好地理解驱动大规模和长期进化的机制——基本上，生命是如何变成今天的样子的，”目前在隆德大学工作的林德斯科格说。
研究人员使用了来自现代斯堪的纳维亚半岛的石灰岩样本，包括瑞典、爱沙尼亚和俄罗斯西部地区，这些地区是古波罗的海大陆的一部分。
他们分析了岩石中的碘和钙含量，这为了解古代海洋的氧含量提供了一个窗口。样品中的碘钙比越高，在这段时间内该位置的氧含量就越高。
这项技术使他们能够追踪奥陶纪时期氧气条件的变化。
林德斯科格说:“我们的研究采用了一种相对较新的分析方法，我们的结果表明，它是一种非常有用的工具，可以理解和精确绘制过去和现在海洋中的相对氧气水平。”
该研究的发现揭示了奥陶纪海洋中的氧含量逐渐增加，特别是在这一时期的早期到中期。这些富含氧气的水可以追溯到靠近赤道的古土卫八海洋。
氧浓度最高的时间段，如碘钙值峰值所示，与生物多样性最显著的增加和生态系统的变化相吻合。
研究人员还强调了奥陶纪时期气候、海平面变化和氧合作用之间的复杂关系。
较冷的气候使水中含有更多的溶解氧，而海平面的下降使较浅的水域与大气接触，从而促进了氧气的获取。此外，波罗的海的中纬度位置促进了强大的洋流和风活动，进一步增强了氧合。
Young说，虽然这项研究深入研究了地球的古代历史，但它提供了生命如何在各种时间尺度上对环境变化做出反应的见解，并对解决当代环境挑战具有重要意义。
研究人员说，通过研究地球的过去，科学家可以更好地了解持续气候变化的潜在后果，并对海洋生态系统的未来健康做出更明智的预测。
这些发现强调了海洋生态系统中氧气供应的关键作用及其对气候变化的敏感性。
林德斯科格说:“我们的研究结果显示了地球过去海洋中气候、环境和氧气条件之间的基本联系，以及这些因素是如何影响生命的。”
他说，随着全球气温上升，现代海洋中的氧气含量预计会下降，研究表明，对海洋生物和栖息地长期影响的担忧是有根据的。
