微生物的魔法:大氧化事件与地球生命的转折点(七)

姗姗说脑洞科普 2024-07-11 18:04:07

随着人类文明的发展,金属已经成为人类生活中必不可缺的元素,如果要论哪一种金属影响人类最深远,我必须要投给铁一票。

从大约4500年开始,世界不同地区相继进入铁器时代,铁的使用几乎伴随了我们所有耳熟能详的历史大事件,可是你或许想不到目前全球铁矿产量的90%都来自于微生物的馈赠。

上一篇我们讲到35亿年前的海洋和天空与现在完全不同,由于严重的缺氧,导致海洋和天空中存在着很多还原性物质,比如在海水中大量漂浮着二价铁离子,这使海洋呈现出黄绿色。

其次,当时无论陆地还是海洋,正在经历着大规模长时间的火山喷发和海底热液的喷发,由此带来了大量的酸性、还原性物质,比如二氧化硫,这使海水必然是酸的,可惜现在人们尝不到35亿年前海水的滋味了,据研究表明,当时的海水pH值为3左右,大家可以喝一口醋感受感受。

再次,当时地球是一个没有氧气的星球,意味着没有臭氧层的保护,在这种情况下,地球完全暴露在紫外线面前,紫外线这种高能射线,可以轻松的破坏 rna和dna的结构,快速杀死生命。当时的生命们很是凄惨,它们只能依靠厚厚的海水保护自己之外,别无他法。

不过蓝藻这位大佬出场后环境就得到了改善,蓝藻家族不断的壮大,释放出越来越多的氧气,与海水中飘荡着的二价铁离子发生了化学反应,变成三氧化二铁或者四氧化三铁,这些被氧化后的铁快速沉到海底,形成了条带状的岩石,这些岩石被称之为条带状含铁建造。

由于蓝藻的繁殖力极强,很快让整个海洋中的二价铁离子都被氧化,并沉入海底,才使得铁如今成为了遍布全球的铁矿资源。这类铁矿资源占世界上铁矿储量的60~70%,在中国这类铁矿的探明储量占全国铁矿总储量比例超过50%。

需要补充的是,铁矿并不全部因生命活动而产生,有一部分是由于火山活动而形成的。只是相比而言,因生命活动所产生的占比更高。

大约在25亿年前,海洋中的铁离子逐渐消失,再也没有什么能够阻挡氧气进入大气了,也是从这时候开始,地球大气中的氧气含量开始与日俱增。

从25亿年开始,直到20亿年结束,地球上的氧气含量大幅增加,一度增加到了如今氧气含量50%的水平,甚至更高,科学家们把这一事件起名为大氧化事件。

大氧气事件的发生对地球来说是重大的转折点,地质学家们把大氧化事件的开始作为地球新的纪元的开始——元古宙到来了!地球才真正的开始热闹起来!

地球大气从还原状态变成了如今的氧化状态后,在紫外线的照射下形成臭氧,大量的臭氧又聚集在地球平流层的顶端形成臭氧层,由于臭氧层的出现,阻挡了紫外线对地表的直线照射,生命们再也不需要依靠海水的保护了,随着时间的推移,水里的生物们慢慢开始登陆,这在我们的下一个专栏中,会继续为大家讲解。

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