古老海洋長達十億年缺氧

由國家自然基金（NSF）支持，與美國羅徹斯特大學攜手的科學家研究出一種新方法，用於揭示全球海洋中含氧量變遷的狀況。大部分地質學家認為二十億年前海中沒有氧氣，五億年前則含有豐富的氧氣，但是對過渡期的狀況則不得而知。

該項目負責人巴瑞亞（Enriqueta Barrera）說：「這項研究利用一種使用鉬同位素的新方法，科學家可以據此確定世界海洋環境的變遷。這些同位素為他們打開了一扇大門，讓他們成功探索五至二十億年期間海洋缺氧時的狀況。」

地球化學家已經知道如何測量特定地域古老含氧量，但是還不能測定地球上所有海洋的含氧量。

本研究報告的第一作者葛兒．阿諾（Gail Arnold）用她和研究夥伴瓊．巴林（Jane Barling）、艾芮兒．安帛（Ariel Anbar）發展出的新方法檢測了澳洲北部的岩石，十億年前這裡曾經是海底。以前的研究人員都是鑽入岩石數公尺，檢測其化學成份，以證實它含有關於原始海洋的資訊。巴若小組的成員則把那些岩石帶回實驗室，用新技術測量這些岩石中鉬同位素的含量。

河水把鉬帶到大海，這種元素溶解在海水中，一待就是上萬年。因為鉬以溶質形式在海中待的時間很長，和海洋中的成份混合得很好，所以它被視為絕佳的地球指標。然後，它以瀋澱物的形式留在海底，分為富氧瀋澱物和貧氧瀋澱物。

羅徹斯特大學的研究小組和密蘇里大學的提莫西．萊恩斯（Timothy Lyons）合作，檢測現代海底瀋澱物的樣本。他們發現，海洋瀋澱物中鉬同位素的化學變化是不同的，決定因素就是它們所處海水的含氧量。他們還在特定類型的岩石中發現了記載古老海洋歷史的鉬。與現代海底瀋澱物相比，澳洲北部的岩石告訴我們：十億年前海洋的含氧量低得多。

問題是，含氧量低多少？真核細胞是構成除了細菌以外所有有機體的基礎，地質學的記錄顯示它有二十七億年的歷史。但是這些現代植物與動物的始祖直到五億年前才大量出現，而那時恰好是海洋開始富氧的時期。哈佛大學古生物學家安德魯．諾爾（Andrew Knoll）以前曾經提出一個假說：古時較複雜的真核細胞勉強維持生計，而細菌多產繁榮的關鍵原因，可能是海洋缺氧。阿諾的研究向證實這個假說邁出了很重要的一步。

「想想我們對自己星球的歷史瞭解得這麼少，真讓人慚愧。」安帛說，「海中有沒有氧，你會認為這是一個很容易回答的化學問題。我們的研究則說明瞭從石頭裡摳出點資訊有多難，而且，要瞭解我們的起源還有那麼多東西需要探索。」

下一步要做的是分析古老海洋中的含氧量到底比現在少多少。研究的結論不僅有助於揭示地球演化之謎，而且對探索外星的生物大有裨益。－－轉自臺灣大紀元時報