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生物圈一开始演化就对气圈、水圈和岩石圈的有关演化具有深远的生物地球化学影响。在沉积记录中保存地壳演化的这几个圈同时相互影响的反馈作用为恢复生物地质学提供了证据。但是对这些证据的解释常常很困难的。生物成因和原生成因两者都需要证明,提出的每个形态或生物化学化石要确定它的可靠范围。生物圈和有关的演化的建立,必须批判性地估计到地球化学和沉积学的异常。间接的证据认为产生氧的自养生物大约在38亿年前就有了,但自由氧大约20亿年前才开始积聚。空气中和溶液中的各种还原物质是氧的沉淀槽(Sinks),它们保持光解和生物成因的氧相当于原始厌氧和显微亲氧原核细胞所要求的水平。已经证明的最古老生物成因和无疑的原生显微结构是上湖地区近于或大于2亿年地层中原核细胞。生物氧调解的改善,碳的不断分泌,充满了氧的沉淀槽开始了大气圈中氧的聚集就导致接近或晚于20亿年前臭氧层的形成。其后果是条带状含铁建造的基本结束,红层的突然出现,防护氧的厌氧细胞内作用,预示真核细胞的来临。可能的真核细胞出现在13亿年老的加利福尼亚州岩石中。它们是大的单细胞和直径粗、有分枝和隔壁的丝状体。真核细胞演变的可能后果是大气中氧的增加,碳酸根和硫酸根离子的增加和性别的出现。减数分裂肯定在7亿年前就逐渐形成了,也可能在13亿年前,大概和细胞的有丝分裂同时。不管是什么时间,它结束了真核细胞遗传机制的发展并且予示着组织、器官的分异和生命的高等形式。这些又带来对沉积作用,成岩作用、成矿作用潜在的反馈作用。最初的后生动物出现在7亿年前。它们没有外壳,依靠氧的简单渗透。生物外壳大约6亿年前产生,当时氧的含量水平已有利于出现高级的呼吸系统。 相似文献
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<正> 地球历史长达46亿年,可是在国际年代地层表中,系(纪)以及更详细的划分直到目前还仅限于距今大约6亿年以来寒武纪开始之后的显生宙(Phanerozoic)。一个笼统的术语“前寒武纪(Precambrian)”,包括太古宙(Archean)和元古宙(Proterozoic),概括了寒武纪以前长达40亿年之久、占整个地球历史85％以上的漫长时期(Hedberg,1976)。这种极端的不平衡在一定程度上客观地反映出地质学家在前寒武系研究中所遇到的巨大困难。 相似文献
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中国寒武纪早、中期后生带壳动物群 总被引：2，自引：0，他引：2
一、导言寒武纪早中期地层在中国广有分布,其中含颇具特色的以软舌螺为代表的多门类后生带壳动物群。生物从发生、发展到晚前寒武纪——寒武纪分界附近(距今约6亿年)的“硬壳化”,首次出现了地质历史中具有矿化骨骼(内骨骼和外骨骼)的生物类群。它在无三叶虫带(Non-trilabita zone)中占统治地位,三叶虫出现之后又与之並驾齐驱。这一动物群的广泛发现,不仅对解决当前地层学领域中国际性重大课题之一的前寒武系——寒武系界线的确定,而且对于探讨生命初期演化历史,寻找大部分生物门类的始祖,都具有较大意义。 相似文献
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奇 《四川地质科技情报》1994,(1):47-47
最近在英国怀特岛的崖石上发现了1.1亿年以前的菊石软体动物化石。这种类似蜗牛的软体动物化石长4、6英尺，重达651磅。这种动物比软体动物具有更多的壳，能漂浮在海上，利用气体充实其腔室，以调节其在球中的深度。它们大部分在大约2．25亿年以前灭绝，但也有少数以别的形式存活下来，直到6500万年以前恐龙灭绝时才最后消失。 相似文献
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天文学家估计，月球表面散落着８００多万吨地球的尘埃．他们认为，收集并研究这些星体碎片能够对生命与行星的起源进行更深入的了解．自太阳系形成以来，小行星及彗星不断地撞击地球、火星和金星，这种猛烈的撞击在大约３９亿年以前，通常被称为“晚期大碰撞”时期达到高峰．西雅图华盛顿大学的JohnArmstrong说：“月球见证并记载下了这一切．”我们的卫星是在约４５亿年以前，在地球与一个火星大小的星体之间巨大的撞击中形成的．Armstrong及其同事通过测量月球上环形山的数量和规模来评估这些撞击．他们推算出这些碰撞会向宇宙抛掷出多… 相似文献
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太古宙陆壳的地质和地球化学演化 总被引：1，自引：0，他引：1
引言因为现代大陆壳的大部分(可能大于50％)看来是在太古宙(>25亿年)期间形成的,所以试图认识导致太古宙地壳发展的岩浆和构造作用是重要的。但还存在许多问题。为什么在大约38亿年以前没有形成地壳?或是它再循环回到地幔系统,以致没有残留物吗?太古宙高级片麻岩、麻粒岩区和低级花岗岩一绿岩区之间的主要差别是什么?它们是否代表太古宙不同的构造环境?这种环境是太古宙独有的,或已发现了现代的相 相似文献
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正一直以来,关于生命演化,科学界普遍公认:地球复杂生命形态只有在当大气氧的含量上升至接近现代水平时才能进化。但是,由南丹麦大学海洋生物学研究中心主持的最新研究颠覆了这一传统认识,其研究成果发表于2014年2月17日出版的美国科学院院刊(PNAS)。迄今为止,复杂生命起源是科学界最大的谜题之一。最初的简单原始细胞如何进化为地球上现存的多样的先进生命体?科学界始终将这归结为氧的作用。6.3~6.35亿年前,地球上首次出现复杂生命形态,而在数十亿年以前仅有原始的单细胞生命形态。复杂的动物体的出现伴随大气氧含量的显著上升,因此,两者之间的这种显著关联表明大气氧含量的增加导致了动物的进化。 相似文献
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近年的研究表明,地球生命可能起源于距今39~36亿年之间。除了碳元素以外,水、氮、氢、磷等元素也是生命起源的必备条件,黏土矿物和金属硫化物是有机质合成的重要催化剂,有热液活动的碱性热水环境是最有利生命发生的孵化场。自原核生物在约3.5 Ga出现之后,生命就一直表现为与环境的协同进化关系。大气圈氧化是地球史上最重大的地质事件之一,它不仅改变了地球表层环境条件、加速了表生地质过程和新矿物的产生,而且改变了海洋化学条件和元素循环。大气圈氧化事件的根本在于产氧蓝细菌的出现,元古宙中期海洋化学性质的整体转换也与微生物过程密切相关。新元古代多细胞生物的繁盛和末期后生动物的出现及其在寒武纪初期的快速多样化是生物圈演化的重大飞跃。这个过程也与海洋氧化增强及其导致的海洋化学变化密切相关,其中硫化水域消失和减弱以及海水中微营养元素可得性增加可能是重要因素,这也与微生物过程直接相关。 相似文献
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王承书 《沉积与特提斯地质》1990,10(3):62-88
《沉积学》36卷3期1989年6月一、南非30亿年Pongola超群中各种叠层石形态的环境控制南非Pongola超群White Umfologi段特有的部分硅化白云岩露头表明,叠层石的形态多种多样,其适应30亿年前的浅海潮汐沉积环境。复合的柱状叠层石生物丘高0.7—1.6m,直径0.4—1.0m。其不在潮道内,沿潮道边缘形成,侧面为生长于低能潮坪环境的水平层状和小穹丘状叠层石。锥状叠层石高0.05—0.30m,直径0.03—0.10m,沿潮道底部的高能粗粒碳酸盐砂增生。这些叠层石可能是通过丝状产氧的光合自养型蓝藻细菌的活动所形成。二、下石炭统斑杂灰岩(假角砾岩)的早期成岩成因 相似文献
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根据化石记录可知,大量复杂生物类群迅速出现在早寒武世,这就是所谓的寒武纪生命大爆发.在此之前,有距今6亿年前的前寒武纪末埃迪卡拉生物群化石出现,此后的70～80 Ma里,生命就以上升了一个数量级的速率演化.这些在原始地层中看似迅速出现的化石,最早在19世纪中期就有所记录,达尔文认为,这是对他提出的进化论的自然选择观点的主要反对证据之一.有关新动物群的出现及演化长期困惑着地学界,集中在以下三点:在前寒武纪-寒武纪界线附近或早寒武世这个相对较短的时期内,存在着生命大爆发.是什么引起了这样的快速演化事件?这对于生命的起源与演化将意味着什么?对"寒武纪生命大爆发"的强烈兴趣还启发了20世纪70年代对布尔吉斯页岩化石记录的研究.不久之后,中国的澄江生物群包括对它后续的研究又很好地支持了生命大爆发.在前寒武纪一寒武纪界线附近究竟发生了什么?随着笔者对寒武纪事件越来越多的了解,积累的数据使得很多原先提出的假说都变得不太可能了.通过作者对地球环境的改变和寒武纪生命大爆发详实的研究,发现这种改变是可以由撞击事件引起的.在对寒武纪时期的地球进行了详细的研究之后,笔者提出了新的见解.前寒武纪晚期,存在大型的陨击事件.碰撞的高温结束了大冰期,使生物信息得以交流.同时,撞击启动基因调控机制、释放HSP90变异.一方面,调控基因决定了其他基因的表达,最早的调控基因发现于布尔吉斯页岩中(535 Ma).另一方面,HSP90原本是积累突变的蛋白,一旦环境突然发生变化,所有DNA突变将得以表达,在短时间内新的生命形式得以进化.并且这种变化是可以遗传的.然后,在新生臭氧层保护与有氧呼吸能量供应下,地球另一端幸存地下生命爆发,产生硬壳及复杂的新陈代谢以适应高温高压.现代的银河系天文理论,即密度波理论,在本文中被应用以试图解释这种撞击背后的天文学诱因.5～6亿年前的寒武纪事件使笔者联想起另外两次仍然存在争议的大规模撞击事件,它们引起的大气变化、水圈变化、生物圈变化、碳酸盐岩变化、磷矿变化都惊人的相似.形成于17亿年以前的Sadbury陨击坑直径为200 km,是最大陨击坑之一;23亿年以前(23.3～22.88亿年)地质环境(沉积圈、生物圈、水圈、大气圈)发生了由地外因素引起的灾变.灾变后,火山活动明显减弱,富氧大气圈形成,生物演化出现飞跃,叠层石开始广泛发育,碳酸盐岩在各大陆大量沉积,第一次全球性磷矿期开始发育.根据几处23亿年左右陨落的大量消溶型铁质宇宙尘的发现,推论该灾变的起因是与陨击作用有关的宇宙事件,且地表23亿年前的泛火山运动和月岩年龄分布(23～25亿年)以及月表陨石坑构造等表明:23亿年前,地外物体对地球的冲击作用非常强烈.再考虑到6 500万年前的契科苏博鲁陨击事件,也就是说,在已经得到广泛承认的和存在争议但有事实支持的地外灾变事件中规模最为巨大的三次撞击事件符合5～6亿年这一大周期.5～6亿年正是太阳系扫过银河系四条主旋臂一次所用的时间:太阳绕银河一周的时间大约是290个百万年.而由于在太阳绕银河转的时候,银河系的四条大旋臂同样旋转,并且其螺旋势场的角速度约是太阳系的一半,最终叠加的结果就是这样的一个大周期.密度波理论表明,旋臂处质量密度非常大,并且形成旋臂的螺旋引力场将对太阳系产生影响,诱发撞击事件.本文通过前人定性证据和笔者实地考察表明,上述假说与当时的绝大多数重要天文事件和地质发现相吻合,广泛的铱异常与位于澳大利亚的大型陨击坑均有发现.对澳大利亚的Acraman陨击坑和HAPCIS陨击坑的基底构造实地分析也表明了前寒武纪末曾经存在过陨击事件.最后笔者利用计算机模拟了大气圈变化.模拟分两步进行,首先从岩石热分解得出需要的温度与压强数据,而后将数据作为参数用于模拟.数据结果表明撞击区域的大气温度在4 000 K左右,压强为5 600 Bar.撞击增加了大气中二氧化碳和氧气的含量,并强化了臭氧层.这些含量的变化与地质上的记录一致. 相似文献
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中国晚前寒武纪至早寒武世生物事件及前寒武系—寒武系界线 总被引：1，自引：0，他引：1
《地层学杂志》1992,(1)
<正> 35亿年前,地球上开始有生物存在,主要是兰藻和细菌。距今10亿年左右,开始出现软躯体动物所形成的遗迹化石。9亿年有蠕形动物的实体化石——淮南生物群保存。7亿年软躯体后生动物——埃迪卡拉动物群(西陵峡生物群、高家山生物群)大量繁殖,使晚前寒武纪的生物演化进入一个新阶段。6亿年左右,骨骼化动物——梅树村动物群(或托莫特动物群)的出现,开创了生物发展、演化史上的新纪元。使更多的生物能够以化石 相似文献
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《矿物岩石地球化学通报》2015,(4)
<正>地球上的生命起源于35亿年前,真核生物在20亿年前出现,多细胞生命在8~6亿年前出现,他们的出现均与地球表面的氧化作用有关。接下来5.4~5.2亿年前的"寒武纪生命大爆发"尽管在半个世纪前就被认为是氧含量的增加导致,但是在早寒武纪海洋的氧化还原条件,尤其是深海条件,仍处于争论。南京大学和苏黎世联邦理工学院最新研究发现"寒武纪生命大爆发"与全球海洋含氧底水的扩散保持一致。由于 相似文献
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嗜热和非嗜热Crenarchaeota的生物多样性及演化意义 总被引：1，自引：0，他引：1
Crenarchaeota,
Euryarchaeata和Korarchaeota组成古菌中3个领域. Euryarchaeota是原核生物中重要的种群,得到了很好的研究,而Crenarchaeota和Korarchaeota直到最近才逐渐受到关注.古菌的生态和演化研究都属于Crenarchaeota领域.一个很重要的观点就是Crenarchaeota的所有独立种群都是极端嗜热的,非嗜热Crenarchaeota目前为止还没有分离出来.嗜热Crenarchaeota主要是在深海热烟囱和陆地热泉中发现的,特征是高温(>80
℃)和低pH值(<6).多种嗜热Crenarchaeota化能自养可以利用还原性无机化合物,例如H2和还原性硫.这个特性连同生命树群的深入分支说明生命最后共同的祖先可能是在热液体系中的嗜热自养生物.非嗜热Crenarchaeota和嗜热Crenarchaeota有很近似的系统关系.尽管一般情况下非嗜热Crenarchaeota是不可以培养的,但是其对敞开体系海相、陆相土壤、湖泊和地下的中低温环境的适应性日益增强.这主要取决于独立培养分子学技术的发展,例如16S
rRNA基因序列.此外,海洋和土壤中非嗜热Crenarchaeota的研究还表明,非嗜热Crenarchaeota确定组成在碳循环的生物地球化学循环中起着非常重要的作用. 相似文献
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阐述了21世纪第一个十年生物地球化学领域的重要研究进展和未来可能的重点发展方向。在近代陆-海系统碳循环的库和通量上已经取得了重要进展,并发现了一些参与氮、硫循环新的微生物功能群。阐述了显生宙生物大灭绝期间碳循环异常的特点及其可能的原因,但对氮、硫循环的了解比较薄弱。地球早期的碳、硫循环与生命起源、大气和海洋水化学条件的关系已经取得重要认识。生物地球化学过程可以通过生态毒理,以及大气成分和海洋水化学条件的改变影响生命系统。微生物地球化学功能的微区、原位、痕量示踪等技术得到快速发展。未来将加强地质历史时期碳、氮、硫循环的定量分析以及空间变化的研究,各种元素循环之间的相互关系及其界面过程、极端环境的生物地球化学过程将进一步受到重视。生命科学领域重要技术的引入将提升生物地球化学过程的研究。 相似文献
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范国宾 《吉林大学学报(地球科学版)》1982,(4)
本文讨论地球早期历史中的一些问题,时间限定在25亿年以前,包括地球历史的前八亿年。讨论的内容包括年龄、火山、变质、岩石圈、莫霍面、面积、构造等七个方面,但都涉及一个共同的问题:即洋陆的机械演化。 相似文献