大约 20 亿年前地球的大气层充氧时，地球是什么样子的?

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通过分析在安得拉邦 Cuddapah 区 Vempalle 发现的古代白云石(碳酸盐)沉积物，印度科学研究所 (IISc) 和田纳西大学的研究人员估计了浅海的温度和成分，内陆海最有可能存在于那个时代，称为古元古代。

他们的发现提供了关于那段时间的条件如何为光合藻类的出现和开花提供恰到好处的环境的见解。它还展示了关于我们星球过去的大量数据如何隐藏在古老的岩石中。

“我们星球的故事写在不同的岩石地层中，”IISc 地球科学中心 (CEaS) 教授、该研究的通讯作者 Prosenjit Ghosh 解释说，该研究发表在《化学地质学》 上。

地球并不总是适合生命存在。它经历了极端气候的不同阶段，包括二氧化碳水平几乎对生物来说毒性太大的时期，就像我们的邻居金星一样。然而，对古元古代化石的各种研究表明，即使在这些恶劣的条件下，也可能存在一些生命。

CEaS 的前博士生和其中一位作者 Yogaraj Banerjee 说，大气中大量的 CO 2 被海洋吸收并以碳酸盐的形式被困在白云岩中。

“[白云石] 是海水的直接沉淀物。它不仅提供了海水化学信号，还提供了海水温度信号，”美国田纳西大学地球与行星科学系研究教授、该研究的另一位作者罗伯特·赖丁解释说。

研究小组从燧石(微生物与海水相互作用形成的坚硬岩石)及其下方的沉积物(称为白云石石灰泥)中收集了白云石样本。研究人员首先确定了可能发现白云质泥的岩石层，然后将其提取并运回实验室。然后，他们使用一种称为聚集同位素测温法的最先进技术来分析它们。该技术允许科学家通过查看碳键和氧键的排列来缩小沉积物的温度和成分。

经过两年的紧张分析，研究小组从白云质泥浆中推算出原始时期的海水温度约为 20°C。这与之前的研究形成鲜明对比，之前的研究仅分析了大约同一时期的燧石样本，并估计温度更高，约为 50°C。当前研究的较低温度估计更符合理论，即条件是支持生命形式的理想条件。

在古元古代，早期人们认为存在的水只是重水，含有一组特定的同位素或氢形式。然而，在目前的研究中，该团队表明轻水——即使在今天也能发现的水的常规形式——在当时也存在。

总而言之，这些见解——较低的海水温度和轻水的存在——有力地支持了这样一个假设，即大约 20 亿年前的条件恰好适合光合藻类的出现。这些藻类主要负责将氧气输送到大气中，并为其他生命形式的进化和在地球上繁衍生息让路。

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