海底缺氧目录

海底缺氧往往伴随着大灭绝事件

海洋会患缺氧症吗？

哪些因素证明了海底是缺氧环境？

海底缺氧往往伴随着大灭绝事件

我们知道，海底严重缺氧的地质时期往往伴随着著名的大灭绝事件，比如发生在2.52亿年前的二叠纪末大灭绝，有90%以上的海洋物种都因此消失。

但是，一些主要的演化辐射却是在浅海长期处于动态缺氧时启动的。

其中包括发生在埃迪卡拉纪-寒武纪、奥陶纪和中-晚三叠纪的几次演化辐射事件。

考虑到这些事件，我和美国史密森尼学会的道格·尔温（Doug Erwin)都推测，含氧量的波动可能为软躯体动物的演化和发展创造了关键性的机会。

对于生物而言，当海水含氧量超过10毫摩尔每升时，更容易形成石灰质的骨骼——这种材料构成了许多现生海洋生物的骨骼和外壳。

或许，只有当含氧量达到这样的阈值，使原本彼此孤立的绿洲扩大、连接，并在全球范围内达到稳定的状态时，软躯体动物才能大范围地演化出碳酸钙骨骼。

生命的演化和含氧量变化之间确实还有很多值得我们研究的联系。

整套响应的过程也一定是错综复杂的，因为在演化的过程中，动物还需要应对很多其他的影响因素，比如不断增加的捕食现象。

此外，生物个体、生态系统以及更广阔的地球系统之间的相互作用也应该被考虑在内，而我们对这些过程的认识还很有限。

从埃迪卡拉纪过渡到寒武纪时，还发生过一系列重塑地壳的区域性地质过程，很多地质记录和化石记录都因此缺失。

这也意味着，只有在全世界范围内收集和拼凑有关当时的信息，才有可能弄清复杂动物崛起的故事。

然而，还有一个棘手的问题挡在我们的面前：许多关键的埃迪卡拉纪化石点至今都缺乏准确的年代数据。

一般情况下，我们会通过测定岩层中锆石晶体的铅铂比来确定地层的形成时间。

这是为数不多能够通过放射性测年准确获取岩石年龄（绝对年龄）的方法之一。

而锆石一般来自这套岩层中的火山灰层。

麻烦的是，许多著名的沉积层中并没有这种火山灰层。

因此，我们很难在时间上精确对比全世界不同地区发生的演化事件，尽管这对建立可靠的演化时间框架来说至关重要。

中国的蓝田组（一种地层单位）就是一个很好的例子。

蓝田组中可能产出了最古老的动物化石，但对应岩层的年龄模糊地介于6.35到5.9亿年之间，很难确定。

尽管如此，我们还是应该保持乐观，大量新的线索正在引导我们不断向前。

科学家正在发现新的火山灰层，测年技术也在不断优化。

最近，有研究团队就重新测定了纳米比亚埃迪卡拉生物群出产地的火山灰层。

新的研究表明，其中最年轻的几层（也就是最靠近前寒武纪-寒武纪界线的几层）要比科学家原本认为的晚至少200万年。

这项成果就引出了一个新的疑问：现在，纳米比亚出产的埃迪卡拉纪化石应该如何与西伯利亚、纽芬兰等产地的化石进行对比？另外，为了让我们对远古世界的含氧量有更清晰的认识，地球化学家不仅在研究新的同位素技术，还在研究其他具有潜力的技术。

不仅如此，我们的团队和其他科学家也在西伯利亚南部等至今都缺乏研究的偏远地区寻找新的化石。

在不远的将来，当我们再一次站在那高高的峭壁上俯由下方广表的森林时，一定已经对那个充满生机的非凡时代，有了更深刻的理解。

文章摘选自《环球科学》

海洋会患缺氧症吗？

人类生产和生活活动排放出的氮、磷等污染物会通过各种途径汇入海洋。

会使浮游生物大量繁殖，当过度繁殖的浮游植物和以浮游植物为生的其他浮游生物死亡后，尸体会沉入海底，在微生物的作用下发生降解。

在降解过程中，将消耗大量的氧气，从而造成海水严重缺氧。

氧气是人体呼吸不可缺少的气体。

当人体的氧气供应不足时，将使身体产生各种病变，严重时甚至会导致死亡。

可见，缺氧对人体而言是多么的可怕！但你可能不知道，氧气对于海洋来说也同样重要。

在一些近岸海域，由于海水中的氧含量降低，各种鱼类和其他海洋动物因缺氧而大量死亡，原来生机勃勃的海域正慢慢变成一片死海！

那么，海水中的氧气是怎么来的呢？溶解在海水中的氧气主要是由大气和海洋中的浮游植物通过光合作用产生的。

在一般情况下，这些溶解在海水中的氧气，足够为各种海洋动物提供呼吸所需。

也正因为有了这些氧气，海洋动物才得以无忧无虑地在海洋中生活。

一旦海水中的氧气大量减少，这些海洋动物将面临无氧可用的险境。

氧气的缺失将使海洋动物无法呼吸，进而导致它们大量地死亡，严重地危害着海洋生态系统的安全。

原本健康的海洋，为什么会患上可怕的缺氧症呢？科学家发现，许多海水缺氧现象的发生其实与人类活动引发的环境污染密不可分。

人类生产和生活活动排放出的氮、磷等污染物会通过各种途径汇入海洋。

你别小瞧这些氮、磷污染物，它们含有海水中浮游植物生长所必需的营养元素。

一旦增多，就好比是给海水中的浮游植物“施肥”。

浮游植物在这些“肥料”的刺激下，快速生长并大量繁殖。

当过度繁殖的浮游植物和以浮游植物为生的其他浮游生物死亡后，尸体会沉入海底，在微生物的作用下发生降解。

在降解过程中，将消耗大量的氧气，从而造成海水严重缺氧。

目前，在世界上许多海域均发现了缺氧区或低氧区，例如黑海、墨西哥湾等。

在美国长岛湾西部，底层海水中甚至不含一丁点儿氧气，表层海水中溶解氧的含量也接近于零。

对于生活在海洋上层的动物而言，这样的海域无异于生命的禁区。

如果不小心闯入，等待它们的将是死神的召唤。

为了获取更多的氧气，很多原本生活在该水域的海洋动物不得不迁徙到氧气含量较高的其他水域。

海底缺氧，同样在中国海岸带发生，长江口外就是一例。

随着营养盐浓度的增加，极易在夏季形成缺氧区。

1999年8月，在长江口外海域就出现了20米厚、面积达1万多平方千米的低氧区，每升海水含氧量只有1～2毫克。

哪些因素证明了海底是缺氧环境？

有学者根据白垩纪中期的黑色沉积物中缺乏底栖生物化石，认为当时海水的含氧量很低，沉积碳酸锰的形成也证明了这一点，黑色沉积层中缺少海底洋流侵蚀的痕迹，表明当时海水环流很弱，这是因为当时赤道与两极海洋的温差，以及表层与底层海水的温差都比现在小得多，停滞的海水环境使得氧气消耗后得不到补充，也易于导致缺氧环境。