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1.
《地球科学进展》2017,(12)
发现海底沉积物深处乃至岩石中仍然有生命,是"大洋钻探计划"开展近半个世纪以来最令人激动的重要发现之一,即大洋"深部生物圈"的发现。近年来,深部生物圈的发现与探索已成为地质学和生物学领域最令人兴奋的研究前沿之一,生物圈前沿即深部生命、生物多样性和环境驱动的生态系统成为新的国际大洋发现计划(IODP 2013-2023)的四大研究主题之一。通过对深部生物圈研究历史进行简单回顾,介绍深部生物圈及其环境特征,目前已经完成的以探究地壳和海洋沉积物中生物圈为目标的大洋钻探计划(IODP)航次,深部生物圈研究的前沿科学问题,已经取得的重大研究进展和面临的挑战,以及中国科学家的贡献和深部生物圈的未来发展的建议与展望。 相似文献
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在地质历史时期,特别是在显生代,生物的演化发展十分迅速,因而生物的发生和衰亡是客观存在的。然而,能被人们认识为地质事件的巨大生物绝灭却是稀少的,它们的性质和起因也不尽相同。本文研究的弗拉斯—法门事件就是其中一次比较明显的巨大生物绝灭事件。我国泥盆纪地层发育良好,沉积类型齐全,化石十分丰富,极有利于弗拉斯—法门期生物绝灭事件的研究。本文本着实事求是的精神,从不同的角度观察和阐述这一事件在时间和空间上的表现方式和特征,进而探讨这一事件的性质和起因。 相似文献
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重大地史事件、节律及圈层耦合 总被引：4，自引：0，他引：4
文章讨论了岩石圈的联合古陆事件，生物圈的重要生物类别的出现、生物爆发事件和集群绝灭事件，水圈和大气圈的海平面变化事件和气候的变冷、变暖事件。联合古陆事件包括陆核型联合古陆（２５００Ｍａ）、初始原地台型联合古陆（１９００Ｍａ）、成熟原地台型联合古陆（１４５０Ｍａ）、地台型联合古陆（８５０Ｍａ）和大陆型联合古陆（２５０Ｍａ）事件；生物圈事件包括原核生物、真核生物、后生动物、带壳后生动物的出现事件，寒武纪生物大爆发事件，奥陶纪—志留纪之交（４３９Ｍａ）、晚泥盆世弗拉斯期—法门期之交（３６７Ｍａ）、二叠纪—三叠纪之交（２５０Ｍａ）、三叠纪—侏罗纪之交（２０８Ｍａ）、白垩纪—第三纪之交（６５Ｍａ）的生物集群绝灭事件，并从遗迹化石的角度，阐述了后生动物及其行为习性的起源和演化的新观点。水圈和大气圈事件包括晚震旦世、奥陶纪—志留纪之交、晚石炭世的自节律海平面变化事件，奥陶纪和白垩纪的他节律高海平面事件，震旦纪—寒武纪和二叠纪—三叠纪之交的耦合节律海平面变化事件，并以泥盆纪为例作了进一步阐述。这些事件是岩石圈、生物圈、水圈和大气圈发展、演化的重要里程碑。上述事件的重要特征是，在时间上的节律性和在成因上的圈层耦合效应。 相似文献
4.
“四深”微生物是指深海、深地、深空和深时环境的微生物,特别是细菌、古菌、真菌、病毒等。人们对“四深”微生物的了解非常有限,是亟待突破的地球生物学前沿领域。“四深”微生物的研究对理解地球生命起源、界定生物圈的边界条件、促进地球科学与生命科学以及行星科学之间的交叉融合具有不可替代性的贡献。随着我国深海、深空、深地等重大工程计划的推进,一系列与“四深”微生物有关的前沿科学问题不断提出,包括地质微生物与气候环境的相互作用、地质微生物的生物安全与生态安全、地质微生物参与的隐匿地质过程等。特别是,“四深”环境活性氧自由基对微生物的影响、地质病毒对生物演化和地质过程的影响等前沿领域都亟待突破。活性氧自由基能对生物分子、细胞、组织和器官,乃至整个生物圈的演化以及微生物地质作用都产生重要影响。病毒引发了现代和近代诸多全球性疫情爆发,地质病毒则可能对生物的背景灭绝和大灭绝以及一些地质过程产生影响。 相似文献
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“四深”微生物是指深海、深地、深空和深时环境的微生物,特别是细菌、古菌、真菌、病毒等。人们对“四深”微生物的了解非常有限,是亟待突破的地球生物学前沿领域。“四深”微生物的研究对理解地球生命起源、界定生物圈的边界条件、促进地球科学与生命科学以及行星科学之间的交叉融合具有不可替代性的贡献。随着我国深海、深空、深地等重大工程计划的推进,一系列与“四深”微生物有关的前沿科学问题不断提出,包括地质微生物与气候环境的相互作用、地质微生物的生物安全与生态安全、地质微生物参与的隐匿地质过程等。特别是,“四深”环境活性氧自由基对微生物的影响、地质病毒对生物演化和地质过程的影响等前沿领域都亟待突破。活性氧自由基能对生物分子、细胞、组织和器官,乃至整个生物圈的演化以及微生物地质作用都产生重要影响。病毒引发了现代和近代诸多全球性疫情爆发,地质病毒则可能对生物的背景灭绝和大灭绝以及一些地质过程产生影响。 相似文献
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极端环境下的微生物及其生物地球化学作用 总被引：7，自引：1，他引：6
极端微生物是地球生物圈的重要组成部分。极端微生物的地球化学定位在微生物学与地球化学以及一些相关学科的交叉点上,最近10年已经发展成为地质生物学研究的热门领域。对极端微生物的研究不仅有助于回答生命起源、生命极限、生命本质甚至其他生命形式等生命科学问题,而且其生物地球化学作用在地球系统科学研究中具有重大科学研究价值,对揭示生物圈与地圈协同演化的奥秘、认识生命与环境相互作用规律及地球的化学演化提供重要证据。总结了嗜热菌、嗜冷菌、嗜酸菌、嗜碱菌、嗜压菌、嗜盐菌以及抗辐射菌的主要类群,论述了极端微生物适应环境的机制,探讨了极端微生物的生物地球化学意义。作者预测未来将会在生物标志化合物研究、同位素地球化学分析和分子生物学综合研究的基础上协同推进极端微生物地球化学学科的发展。 相似文献
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本文从居群生态学的角度出发,结合生物演化的更替速率、成种速率及灭绝速率讨论了物种的生物学特征在生物绝灭事件中的可能影响。监管蜓类、菊石、珊瑚及腕足动物的资料表明,生物的“抗灾变能力和生物的地理分布范围成正比,和生物的演化速率成反比。同时,生物在绝灭事件中的命运也和它们当时所处的演化阶段有密切的关系。 相似文献
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前寒流武纪突发事件与小行星/彗星碰撞的联系——地球科学中灾变观的重现（英文） 总被引：2，自引：0，他引：2
文章讨论了岩石圈的联合古陆事件，生物圈的重要生物类别的出现，生物爆发事件和集群绝灭事件中，水圈和大气圈的海平面变化事件和气候的变冷，变暖事件。联合古陆事件包括陆核型联合古陆，初始原地台型联合古陆，成熟原地台型联合古陆，地台型联合古陆和大陆型联合古陆事件；生物圈事件包括原核生物，真核生物，后生动物，带壳后生动物的出现事件，寒武幻生物大爆发事件，奥陶纪－志民之交，晚泥盆世弗拉斯－法门期之交，二叠纪－三 相似文献
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成冰纪全球冰期是地球历史上最极端的冰室气候事件,冰川作用波及赤道区域,全球可能都遭受了冰封,海洋广泛缺氧,生物演化进程迟滞。然而,冰期结束之后,大气氧浓度迅速升高,海洋发生逐步氧化,大型带刺疑源类和真核多细胞藻类在埃迪卡拉纪开始繁盛,出现最早的动物,地表生物圈发生了翻天覆地的变化。显然,成冰纪全球冰期事件是地球系统演化的重要转折。认识冰期的环境效应是认识埃迪卡拉纪生物演化的关键,也是打开地表宜居环境演化的钥匙。本文总结了近年来成冰纪全球冰期的气候假说、冰期沉积特征、海洋氧化还原条件及冰期后的大气与海洋环境剧变等方面的研究进展,简要分析了全球冰期研究中存在的问题,并对该领域未来研究提出了展望与建议。 相似文献
10.
全球变化中海洋-大气相互作用过程的研究 总被引：1，自引：0，他引：1
海气相互作用是全球变化中最活跃的部分,研究海气之间物理、化学和生物的相互作用以及物理、化学和生物过程之间的相互作用是其主要内容。具体介绍了“国际地圈生物圈计划”中海气相互作用研究的重点,提出了“中国地圈生物圈计划”应该优先研究的课题项目。 相似文献
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中国全球环境变化研究 总被引：2，自引：0，他引：2
世界气候研究计划（WCRP）、国际地圈生物圈计划（IG-BP）、国际全球变化人文因素计划（IHDP）、生物多样性计划（DIVERSITAS）分别侧重研究全球环境变化过程中的不同方面,是当前全球环境变化领域主要的国际性研究计划。 相似文献
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寒武纪生物与古海洋环境演化的成因联系是追溯生命起源、发展及地球环境变迁和两者协同演化的前沿科学问题之一。寒武纪第4期是其中重要的时间节点,华南板块是寒武纪相关问题研究的重要窗口,而古海洋氧化还原条件是分析论证古生物种属及数量巨变地质成因的关键切入点。据此,在大量文献调研基础上,对华南板块寒武纪第4期的沉积古地理背景、古海洋环境条件、生物发育情况、突发性地质事件等进行系统的梳理与总结,认为陆源水体注入、风暴作用等区域性地质作用以及突发性火山活动、海侵等全球性地质事件对古海洋氧化还原条件影响显著,而生物消亡与地质突变事件所引发的海洋缺氧密切相关;但氧化还原条件不同波动阶段的生物丰度差异和不同古生物丰度点位的氧化还原条件差异尚不明确,古海洋氧化还原条件与可诱发其产生波动的地质事件精确时限对应关系仍存在争议,古海洋氧化还原条件波动以何种速度、幅度突破古生态系统耐受阈值仍然未知,难以探索三者之间更深层次的内在联系,可作为后续研究工作重点以进一步揭示寒武纪突发性地质事件、古海洋氧化还原条件和生物演化间的成因联系。 相似文献
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晚泥盆世弗拉期—法门期(F-F)之交生物大灭绝事件一直是被学者关注的热点,事件的起因与机制并没有定论。前人对华南地区事件期沉积序列、地层同位素、底栖、微体生物和维管植物的类型及演化进行了研究。但对事件起始期下Kellwasser事件研究较为薄弱,对其古气候、古环境认识尚不足。针对这些问题,本文对鄂西地区上泥盆统黄家磴组碳质粉砂岩与沉积黄铁矿微量元素与硫同位素进行测试分析,探讨了下Kellwasser事件期气候与环境。研究获得下列认识：1)晚泥盆世弗拉期鄂西地区为淡水环境,气候潮湿,水温约为31℃;2)受陆源营养物质供给的影响,海洋中生物生产力较高,大量沉积有机质分解,厌氧带向下扩张,造成水体氧化—还原带分层;3)大气氧含量介于17.23%～21.18%,黄铁矿δ34S介于-12.01‰～-4.67‰,均未见明显波动;4)下Kellwasser事件未表现出明显的火山喷发、海水缺氧与构造作用成因的特征。研究成果为理解F-F生物大灭绝事件起因提供了参考,也丰富了中-上扬子地区晚泥盆世古气候、古环境认识。 相似文献
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铁是生物必需的营养元素,并且生物圈与岩石圈、水圈、大气圈密切联系。因此,了解生物过程的铁同位素地球化学行为,对于示踪铁元素在生物圈内部体系的迁移和循环,以及运用铁同位素示踪生物圈和岩石圈、水圈之间的相互作用都具有重要意义。本文对不同生物体的铁同位素组成特征以及不同生物过程的铁同位素地球化学行为进行了总结。结果表明,生物倾向于优先吸收铁的轻同位素,而且在食物链中随着级别的升高,这种情况越明显。生物诱发过程(包括异化铁还原作用和细菌氧化作用)中,铁只是提供或接受电子,并没有真正进入生物细胞体内,这些过程所产生的铁同位素分馏值和无生物参与氧化还原过程产生的铁同位素分馏值相同。生物(包括微生物、植物、动物和人)吸收过程中,铁进入生物体细胞内,这些过程的铁同位素分馏主要受氧化还原作用所控制。铁同位素在生物学、医学等领域具有很大的应用潜力,有可能会成为这些领域新的示踪工具。 相似文献
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地史中叠层石衰减机制综述 总被引：4，自引：0，他引：4
叠层石是蓝细菌等微生物群体形成的一种层状生物沉积构造,从太古宙到全新世的沉积岩中都有分布.叠层石研究因其重要的理论意义和经济应用价值而备受地质学家关注.虽然叠层石不是实体化石,无所谓演化或进化问题,但它却像微生物和其他生物进化一样,随时间和地球环境的变革而发生丰度和分异度上的变化.现在已知地质历史中共发生了5次重要的叠层石衰减事件,分别为2000Ma,1450Ma,1000Ma,675Ma,460Ma.对这种地质事件的解释主要有后生动物竞争和沉积环境变革两种解释.综合来看,叠层石衰减是全球大环境和整个生物圈大变革的必然结果. 相似文献
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海底深部生物圈微生物的研究进展 总被引：7，自引：0，他引：7
由于极端环境条件和有限有机碳输入及长期埋藏和矿化,大洋海底深部沉积物一直被认为是一个巨大的荒漠,根本无法支持任何生命活动。DSDP（Deep Sea Drilling Project）和 ODP（Ocean Drilling Program）计划的实施对此提出了严峻的挑战。海底深部生物圈微生物区系在世界大洋沉积物和上部洋壳中的普遍存在是 ODP计划的重大发现之一。一系列的研究表明在海底深部沉积物中蕴藏着巨大的微生物生物量、生物和分子多样性以及复杂多样的生理生态功能过程。海底深部生物圈微生物正成为生命起源和进化、地球系统进化和演化、全球变化和海洋生物技术开发利用的研究焦点。 相似文献
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古海洋溶解氧研究方法综述 总被引：15，自引：0，他引：15
介绍了国内外在古海洋溶解氧研究领域内的主要方法和动态，并分别对沉积构造法、沉积硫法、同位素法、微量元素法、稀土元素法、有机地球化学法及古生态法等研究方法进行了全面的分析和评论，指出,古海洋溶解氧含量重建对于理解大洋循环、古气候、生物绝灭、地质事件以及有机质演化具有十分重要的科学意义，它有赖于溶解氧含量的替代性指标的建立、富氧问题研究的进一步深入以及综合分析气圈、水圈、沉积圈、生物圈等各子系统内部及它们之间氧的物质输送和转化。 相似文献
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古-中生代之交发生了许多重要的地质事件,包括“Pangea”大陆的解体、大火成岩省的喷发、晚古生代大冰期的消逝、极端高温事件、两次生物大灭绝以及迟缓的生物复苏等.牙形石作为该时期主要的标准化石,是进行地层对比以及生物与环境协同演化研究的重要依据.近些年,此阶段的牙形石相关研究取得了许多重要的进展,这些新的材料和技术手段上的突破,为人们进行高精度的地层对比、定量重建该时期地球的生物及环境演变起到了关键作用.本文系统地对该时期全球牙形石的研究,包括牙形石的生物学、地层学以及地球化学研究等进行了总结,也提出了部分亟待解决的问题.未来,随着更多技术手段的开发以及更多基础材料的发现,将加强研究人员对该时期牙形石演化的理解,必然也会在研究这段地质历史转折与突变期的古海洋、古环境、古生物过程中发挥更大的作用. 相似文献