記者11月4日獲悉，近日，由中國科學院南京地質古生物研究所朱茂炎研究員領導的中英美俄國際合作團隊在埃迪卡拉紀高精度地質年代學研究中獲得重要進展，為揭示地球這一關鍵轉折期的演變提供了一個全新的時間框架。該成果於2021年11月3日線上發表於《科學》（Science）雜誌子刊《科學進展》(Science Advances)。
“雪球地球”剛剛“解凍” 生命爆發性增長
“這項工作聚焦在埃迪卡拉紀，也就距今6.35-5.39億年前的這樣一個地質時期。”論文的第一和通訊作者，英國地質調查局楊傳博士告訴記者，埃迪卡拉紀是介於以極端冰期為特徵的成冰紀，和以寒武紀大爆發為特徵的寒武紀之間的地質年代。
該時期地球的岩石圈、水圈、大氣圈和生物圈均發生了劇烈變化，因而是地球宜居性演化的關鍵轉折期。
埃迪卡拉紀時期，地球剛從全球幾乎被冰雪覆蓋的極端寒冷氣候中甦醒過來。“大約在7.17億～6.35億年間，地球進入雪球時期，表面幾乎被冰雪覆蓋，這時候大氣海洋系統的氧含量還處於較低的水平，海洋主要以缺氧的海水為主。”楊傳介紹，在埃迪卡拉紀之前，生命以微生物的形式為主，宏體生物很少。
隨著雪球地球的結束，冰川消融，藍海重現，大量富含礦物質的冰雪融水湧向海洋，導致海洋中的藍藻、細菌迅速繁殖。海洋中的氧氣含量逐漸上升，地球環境變得適合生命生存。或許是雪球地球長達1億年壓抑和禁錮，使得生命迫切地尋找出路。到了6億年前，生命達到了一個臨界點，生物獲得一場迸發式的發展。
埃迪卡拉生物群復原圖（南京古生物所：楊定華繪製）
楊傳分析指出，一系列環境事件可能導致了埃迪卡拉紀的宏體複雜生物的繁盛，特別是動物開始出現併發生分異，海洋生態系統由微生物佔主導的席狀生態系統向類似現代海洋生態系統轉變。
埃迪卡拉紀是介於以極端冰期為特徵的成冰紀和以寒武紀大爆發為特徵的寒武紀之間的地質年代。該時期地球的岩石圈、水圈、大氣圈和生物圈均發生了劇烈變化，隨著宏體生物開始大量出現並演化，動物化石也開始出現。
建立了最新的埃迪卡拉紀綜合年代學模型
楊傳表示，揭示埃迪卡拉紀地球表層各系統演變與複雜生命崛起之間相互聯絡和機制，成為當今地球系統科學和宜居性研究的前沿課題。其中，高精度地質年代學是各種因素相互聯絡的紐帶。
已有的研究顯示，國際上將埃迪卡拉紀發生的地球歷史上最大的海洋碳同位素負異常事件稱為Shuram事件，在我國華南稱為DOUNCE事件。 近年來，有關Shuram/DOUNCE事件及其與宏體複雜生物起源演化之間成因聯絡等問題的研究成為目前地球科學領域中熱點，圍繞這些科學問題的爭議非常激烈。
藍田生物群復原圖（南京古生物所：楊定華繪製）
我國華南埃迪卡拉紀陡山沱組（距今6.35億～5.50億年）不僅儲存有豐富的化石記錄，而且以碳酸鹽巖和黑色頁岩為主的岩石組合為開展地球化學研究提供了最佳的素材。
研究團隊對華南陡山沱組中部的黑色頁岩和陡山沱組上覆的燈影組和留茶坡組中的火山灰夾層，分別開展黑色頁岩Re-Os和鋯石CA-ID-TIMS U-Pb地質年代學研究。
華南埃迪卡拉紀地層
研究團隊獲得的年代學資料不僅為陡山沱組中的具刺疑源類、甕安生物群、翁會生物群、廟河生物群及燈影組中的典型埃迪卡拉化石組合提供了年齡約束，而且確定了陡山沱組中碳同位素負漂移事件的時代。
“此次我們的研究將華南埃迪卡拉紀斜坡相的Shuram/DOUNCE事件結束的時間確定為早於5.56億年前。”楊傳介紹，如果說Shuram/DOUNCE事件具有全球等時性的話，那麼華南埃迪卡拉紀臺地相陡山沱組上部至少記錄了兩次碳同位素負漂移事件。年齡偏老的持續時間長的是Shuram/DOUNCE事件，年齡偏年輕的事件持續時間比較短，結束於5.50億年前。
上述結論還得到了其他地區埃迪卡拉紀碳酸鹽巖碳同位素和年代學資料的支援。綜合資料表明，Shuram/DOUNCE事件發生在5.75億~5.65億年之間，誤差在5百萬年左右（主要基於黑色頁岩Re-Os年代學資料）。
楊傳介紹，該項研究的另一重要進展是，重新釐定了埃迪卡拉生物群（5.75億-5.39億年前）三個演化組合：阿瓦隆組合、白海組合和納瑪組合之間的時間關係，為認識它們之間的演化關係奠定了基礎。
基於已經發表的和新的年代學資料，研究團隊將埃迪卡拉紀的碳酸鹽巖碳同位素資料和化石記錄綜合起來，建立了最新的埃迪卡拉紀綜合年代學模型。該模型不僅為埃迪卡拉系的劃分與對比奠定了基礎，而且為探討埃迪卡拉紀生物快速演化與同時期海洋碳酸鹽巖碳同位素劇烈波動之間的成因聯絡提供了年代學依據。
埃迪卡拉紀綜合年代學模型
揚子晚報/紫牛新聞記者 于丹丹
校對 盛媛媛
來源：紫牛新聞
