科学家在地球内部极深处发现一条来自5.4亿年前的信息

可能与寒武纪生物大爆发有关。

金伯利岩是一种来自地球深处的物质。图中是一块富碳金伯利岩的断面。David Swart

最近以瑞士苏黎世联邦理工学院Andrea Giuliani为首的一个多国科研小组,在来自地球深处的一种物质中,发现了生命留下的信息。

这种名叫金伯利岩的物质来自地幔的下部,其形成与火山活动有关。金伯利岩含有钻石,但重要的是,它是来自地球内部的信使。

研究人员收集了150块来自不同年代的金伯利岩样本,对它们的碳同位素构成进行了分析。结果发现,形成时间较短,晚于迄今2.5亿年前的金伯利岩,与形成时间较长,早于这一时期的金伯利岩相比,它们的碳同位素构成差异很大。前者的特征与一般地幔物质有明显不同。

研究人员认为,这些年轻金伯利岩中的碳同位素构成改变,与寒武纪生物大爆发事件之间,存在着确定性关联。

寒武纪生物大爆发事件,发生在距今大约5.4亿年前。事件持续了大约几千万年。就地质学而言,几千万年相对短暂。但就在此期间,地球表面的生物圈发生了剧烈变化,生物种群数量突增。几乎所有今天存世的动物种群,都是在那几千万年内一下子出现在地球上的。

生物大爆发导致海洋沉积物的构成发生了改变。死去的生物遗骸在海底堆积,随着板块运动,它们在板块的交界处,随地壳俯冲进入了地球内部。生物体内的碳元素也在此过程中被一同带入了地幔。它们与地幔物质混合在一起,在经历了一段大约至少2至3亿年的时间后,又在别的地方回到地球表面。

能够发现海洋沉积物构成变化在地幔物质中留下如此明显的印记,是一件非常令人吃惊的事。因为总体上能够进入地幔的海洋沉积物只是少数。

参考

Perturbation of the deep-Earth carbon cycle in response to the Cambrian Explosion

https://doi.org/10.1126/sciadv.abj1325