出品:“科学与中国”院士专家巡讲团
制作:中国科普博览
监制:中国科学院部工作局中国科学院计算机网络信息中心
我们认为,现代地球生命系统在寒武纪大爆发之后开始建立,最重要的两个标志性事件就是雪球事件和寒武纪大爆发。
什么是雪球事件呢?简单说来,在六七亿年前后,地球上发生了一次极大的寒冷冰期,整个地球被冰封住,这个时候全球的平均气温可能达到零下五十摄氏度,而且存在着冷热的转换,即一旦雪球结束,平均气温可以上升至四十摄氏度。
这种极端的环境变化,正与我们的生命紧紧相连。雪球事件之后,人类的生命开始出现,也就是我们所说的寒武纪大爆发。
寒武纪大爆发有几个明显的特征:首先,几乎所有的动物门类在短时间内开始出现,其次,复杂的生态系统已经建立,再者,寒武纪之后再没有新的动物门类出现。
雪球事件与寒武纪大爆发之间的时间段里,存在着一些关键的问题,比如说:在这个过程之中生物如何进行演变?氧气含量是如何增加的?海水中化学成分如何发生改变?大气中二氧化碳中的碳循环是如何转换的?
要研究这些问题,我们应该探讨动物的起源对地球生态系统起到了什么关键的作用。动物能够对有机物进行消耗,同时,动物的尸体与排泄物能够增加有机质的埋藏,这个过程对大气氧的增加有着促进的作用。我们发现,生命扰动促进了磷的循环,也维持里大气氧和二氧化碳的平衡,这实际上是一个地理生物学性质的过程,也是一个多科学交叉的问题。
“科学与中国”院士专家巡讲活动是中国科学院学部发起,由中科院、中宣部、教育部、科技部、工程院、中国科协共同主办的高层次公益性科普活动。