放大镜显
在海洋沉积物中记录的古新世-始新世极热时期,氮同位素和微体化石的体型揭示了热带海洋含氧量的增加。
放大镜显示有孔虫化石。
鸣谢:uux.cn/国际海洋探索计划/西蒙·莫雷蒂

(神秘的地球uux.cn)据马克斯·普朗克学会:氧气是维持地球生命的基础。
海洋从与大气接触的最上层获取氧气。
随着我们的星球持续变暖,海洋正在逐渐失去吸收氧气的能力,这对海洋生态系统和依赖海洋生态系统的人类活动造成了严重后果。
虽然这些趋势可能会在未来继续下去,但仍不清楚海洋氧气将如何在海洋内部重新分布,在海洋内部,洋流和生物量的生物降解主导了大气扩散。
“海洋沉积物是海洋的历史书。
通过研究过去温度快速上升的时间间隔,我们可以获得关于海洋氧气和生物如何应对气候变化的宝贵见解,”西蒙娜·莫雷蒂说,她是《科学》杂志上一项研究的主要作者。
马克斯·普朗克化学研究所与普林斯顿大学合作,通过对海洋沉积物中保存了数百万年的有孔虫显微化石进行化学和形态学测量,一组研究人员重建了古新世-始新世极热时期(PETM)热带海洋氧气的反应。
氮同位素和化石大小揭示了海水的含氧量
有孔虫化石中保存的氮同位素使科学家们能够追踪水中柱状反硝化作用的过去变化。
硝酸盐被细菌转化为分子氮(N2)的过程只发生在海洋中氧气消耗最严重的水域:缺氧区。

MPIC实验室负责人阿尔弗雷多·马丁内斯-加西亚说:“我们的测量结果表明,与大多数预期相反,在PETM期间,脱氮作用下降了,这意味着在全球突然变暖的这段时间里,海洋缺氧区收缩了。
”
地球科学家Simone Moretti(左)和Alfredo Martínez-García在马克斯·普朗克化学研究所氮实验室。
学分:uux.cn/化学的MPI
此外,有孔虫化石的大小被证明是一个基本难题。
描述海洋生物新陈代谢的模型允许将它们的身体大小与它们生活的环境温度和水中的含氧量联系起来。
体型的缩小是对气候变暖的有效适应,因为它允许生物体在压力下降低新陈代谢。
普林斯顿大学地球科学教授柯蒂斯·多伊奇评论说:“令人惊讶和出乎意料的是,证据显示,在PETM变暖期间,来自热带太平洋中部的浮游有孔虫变得更大了,这意味着海洋上层的热带氧气增加了。
”浮游有孔虫生活在海洋上层,与海底的有孔虫形成对比。
氧气的增加可能缓解了上层海洋的生物大灭绝

在PETM变暖期间,热带海洋中的氧气水平增加而不是减少的发现也为研究人员提供了另一个谜题的线索,即海洋生物多样性的变化。
PETM是新生代深海生物中最大的灭绝事件,跨越了过去6600万年。
与PETM有关的许多谜团之一是,尽管这次大灭绝事件发生在更深的深度,但生活在海洋最上层的生物受到的影响较小。
莫雷蒂说:“尽管温度压力很大,但我们的研究揭示的短暂热带充氧可能有助于保持可居住性。
”“然而,在PETM期间,海洋表面的动物仍然受到了严重影响,这些生态系统花了十万多年才恢复到原始状态,这在人类文明的时间尺度上是永恒的。
”
研究人员因此判断是太阳风将氧气"吹到"了离地球约38万公里的月球,而且已经持续了相当一部分时间。
日本一项最新研究发现,太阳风竟把地球氧气"吹到"离地球约38万公里外的月球。
虽然此前已有研究称地球"漏气",但这是首次发现地球氧气到达月球。
有关研究近日刊登在英国学术期刊《自然·天文学》中。
太阳风是从恒星上层大气射出的超声速等离子体带电粒子流。
在不是太阳的情况下,这种带电粒子流也常称为"恒星风"。
太阳风是一种连续存在,来自太阳并以200-800km/s的速度运动的高速带电粒子流。
从地球上的火星陨石,到探测器从火星带回的岩石标本,从未停止过研究的脚步。
近日牛津大学的科学家们表示,通过对比火星陨石和火星岩石成分,他们得出结论说,早在40亿年前,火星的大气层中就富含氧气。
这也就意味着,火星上出现氧气的时间比地球要早10亿多年。
这项研究的带头人、牛津大学教授伯纳德·伍德说:"这表明火星在大约40亿年前拥有富氧大气层,比地球上氧气含量上升期要早25亿年左右……氧气赋予了火星独特的颜色,使其就像一个‘红色星球’,在地球成为氧气充足的星球的几十亿年前,这里很可能是一个湿润温暖的星球。
" 在这次研究中,科学家们使用了"勇气"号火星车传回的火星岩石数据。
该火星探测器深入到火星上最为古老的地区进行探索,采集到37亿年前的岩石样本。
据悉,这些火星岩石伴随着火山喷发而出,数据显示它们在被"回收"前曾暴露在富含氧气的环境之中,后因地质运动被埋在地表之下——也正是这种地表之下的环境才使其被氧化的证据较为完整地保存了下来。
与此同时,科学家们还认为,地球上的火星陨石和火星上岩石成分的不同,是火星早期存在大量氧气的最有力证据。
而这一结果也表明火星上可能曾经有生命存在。
不过,火星上存在氧气和存在生命之间是否有联系仍待进一步研究。