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記者從中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）獲悉，4月4日，地大童金南教授團隊研究成果《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》在《自然·通訊》雜志在線發(fā)表。該研究進展為認(rèn)識和理解雪球地球時期生物如何生存和演化這一關(guān)鍵科學(xué)問題，提供了新的認(rèn)識。

在距今6億—7億年以前，地球發(fā)生過兩次極為漫長和嚴(yán)重的冰凍事件，分別是新元古代的斯圖特冰期和馬里諾冰期。在這兩次事件中，地球表層冰蓋迅速擴張至低緯度赤道地區(qū)，形成了全球冰封的局面，這一狀態(tài)持續(xù)了數(shù)千萬年之久，是地質(zhì)歷史上著名的“雪球地球”時期。

當(dāng)前，國際學(xué)者對“雪球地球”的模式和成因仍存在很大的爭議，主要存在兩種主流學(xué)術(shù)觀點：一種觀點認(rèn)為雪球地球時期全球冰封，在低緯度冰蓋表層可能存在冰錐或冰洞；另外一種觀點認(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。然而，這兩種假說都不能很好地解釋“雪球地球”時期生物如何生存和演化這一關(guān)鍵科學(xué)問題。

童金南教授團隊的葉琴博士，曾于2015年在《地質(zhì)學(xué)》雜志上報道了產(chǎn)自華南神農(nóng)架地區(qū)宋洛剖面南沱組（6.35億年前，馬里諾冰期時期）的黑色頁巖地層中的宏體碳質(zhì)壓膜化石，其中部分被解釋為底棲宏體藻類，被稱為“宋洛生物群”，填補了成冰紀(jì)雪球地球時期宏體古生物化石空白。但是“宋洛生物群”的古海洋環(huán)境背景是怎樣的？在“雪球地球”中如何為生物提供宜居場所？這些科學(xué)問題都尚未解決。為此，宋虎躍研究員聯(lián)合國內(nèi)外相關(guān)學(xué)者對湖北省神農(nóng)架地區(qū)“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系統(tǒng)的化學(xué)研究。結(jié)果表明：鐵組分?jǐn)?shù)據(jù)指示當(dāng)時的底層水體為缺氧環(huán)境，全巖和干酪根氮同位素結(jié)果指示海洋中存在完整的有氧氮生物地球化學(xué)循環(huán)過程，表層海水為有氧環(huán)境。

開闊有氧水域擴張至中緯度地區(qū)的“雪球地球”新模型

與前人的研究結(jié)果不同，黑色頁巖層位較高的有機碳含量和有機碳同位素組成指示相對較高的初級生產(chǎn)力水平。依據(jù)相關(guān)研究恢復(fù)的成冰紀(jì)全球古地理圖，“宋洛生物群”所在的宋洛剖面位于北半球中緯度地區(qū)（北緯30°至北緯40°之間）。綜合古生物化石和地球化學(xué)證據(jù)，該研究對此前的雪球地球模型進行修訂，提出了一個中—低緯度地區(qū)同時存在開闊海水環(huán)境的新“雪球地球”模型，擴張的有氧開闊水域為成冰紀(jì)需氧底棲宏體藻類的演化提供了宜居環(huán)境。

據(jù)了解，該成果由童金南教授團隊宋虎躍研究員與中國、英國、美國相關(guān)學(xué)者聯(lián)合研究完成。