超級富含碳的神奇時代:你知道LJE如何影響地球的氧氣水平嗎?

在距今約兩十億年前的古元古代,發生了一個重要的碳同位素事件,稱為Lomagundi-Jatuli碳同位素事件(LJE)。這個事件不僅是地球歷史上最大的正δ13C值的碳同位素偏移,也是持續時間最長的碳同位素事件之一,讓研究人員對那個時期的生命與環境變化產生了極大的興趣。

根據地球科學的研究,LJE期間的δ13C值範圍從+5到+30‰,這些指標顯示了當時有著顯著的海洋碳酸鹽沉積。

科學家們透過測量海洋碳酸鹽岩石中的δ13C值,能夠更好地理解地球古老的碳循環。碳循環的“流動”是從大氣、海洋、陸地生物圈到地球的疊加層中各種碳儲存庫之間的轉移。從光合作用到呼吸作用,這些過程的變化,直接關係著地球大氣中的二氧化碳濃度,進而影響全球氣候。

在LJE的背景下,最初科學家認為高δ13C值的碳酸鹽岩僅反映了局部有機碳的增加,隨著時間推移,發現這一現象在全球各地都有出現,顯示出LJE是一場全球性的碳循環改變。

LJE的延續及其影響

科學界普遍認為,LJE從約23億年前開始至21億年前結束,持續了長達249 ± 9百萬年的時間。這一事件的影響遍及全球各大陸,除了南極洲外,其他地方均顯示出相似的高碳同位素值。此外,這期間還發現了顯著的地質變化,顯示出全球氣候和生態系統的劇變。

根據地質學家們的觀察,這些碳酸鹽岩的厚度 ranging達數米甚至十幾米,突顯了那時候沉積環境的變化。

研究方法的發展

研究這些古老岩石中的碳同位素並非易事。科學家們常借助多種技術來確定岩石的年齡,常用的如熱電離質譜(TIMS)及同位素稀釋熱電離質譜(ID-TIMS)等方法。這些技術能夠高精度地檢測碳同位素的變化,從而推測出當時的二氧化碳濃度以及生態環境。

LJE的成因

LJE的成因目前仍存在爭論。一個主要的說法認為,這一事件與大氧化事件(GOE)有關。科學家推測,LJE造成了全球碳儲存庫的大偏差,尤其是鐵碳酸鹽的氧化過程,可能產生了大量的二氧化碳。這樣的變化進而促進了氧氣的釋放,助長了遠古生物的演化。

“LJE的全球範圍變化不僅改變了當時的生態系統,還可能於某種程度上為後來的生物進化鋪平了道路。”

未來的研究方向

隨著地球科學研究的進步,對於LJE的理解也在持續深化。未來的研究將有助於我們更好地瞭解地球的碳循環及其對於當前氣候變遷的啟示。即使在現代社會中,LJE的影響仍然可能對我們的生態系統及環境決策帶來深遠的影響。

人類的行為已經在不斷變化的碳循環中留下了印記,我們應該思考:在這樣的背景下,我們是否能從過去的碳循環中獲得對未來的啟示?

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