本報訊 近期，中國科學院南京地質古生物研究所副研究員王偉和研究員周傳明等人發現新元古代晚期古海洋仍存在海水分層和間歇氧化，相關科研論文於2017年1月在線發表在國際地學期刊Geobiology上。
王偉告訴《中國科學報》記者：「大氣含氧量的增加和古海洋的氧化與早期生命起源和多細胞生物演化聯繫密切。」地質歷史時期公認的大氧化事件有兩次：第一次大氣游離氧的顯著增加發生在約24億年前，被稱為大氧化事件。第二次氧化事件發生在新元古代的晚期（約8億～5.4億年前），稱為新元古代氧化事件，大氣含氧量繼續增加，陸源氧化離子持續輸入海洋，致使底層海水溶解性有機質氧化，從而促使缺氧的底層海水發生氧化，為動物的出現掃除最終障礙。
周傳明指出：「新元古代氧化事件與全球性冰期後多細胞生物的早期輻射緊密相關。」有些學者認為早在中元古代大氣含氧量就可以滿足動物基本的新陳代謝，而動物卻出現在新元古代的晚期，動物的出現可能與大氣含氧量沒有必然關係，與之相反，可能是因為動物的出現改變了海洋生態結構，致使表層海水需氧負擔降低，最終促使了古海洋深層海水的氧化。
王偉和周傳明認為，以上問題的解決需要對新元古代氧化事件特別是新元古代晚期深層海水的氧化過程了解清楚。我國華南揚子地臺發育完整的埃迪卡拉紀沉積地層，一直是研究新元古代晚期古海洋環境的理想地區。「但以前的研究多集中於以湖北峽東地區為代表的淺水臺地相，而忽略了能夠真實反映深海環境變化的深水相地層。另外，也缺乏對古海洋環境氧化還原梯度時空差異的深入探討。」
為此，王偉和周傳明等人利用安徽南部埃迪卡拉紀深水相巖芯剖面，綜合分析了埃迪卡拉紀早中期深水區海洋沉積物的高解析度無機碳、有機碳、氧、硫酸鹽中的硫、黃鐵礦中的硫、沉積物中的氮等穩定同位素的協同變化特徵，並與峽東地區淺水相地層分析結果進行了詳細的時間和空間上的對比。
結果表明，埃迪卡拉紀整個陡山沱期的深水區仍處在動蕩的氧化還原環境中，硫化與氧化環境交替出現。該地區以大型藻類和動物化石為代表的「藍田生物群」生活在間歇的氧化環境中，而被保存於硫化的環境中，埋葬學和生態學特徵決定了化石在沉積地層中的分布。穩定同位素數值的空間對比表明，與含氧量較高的淺水區不同，冰期結束後埃迪卡拉紀早期深水區很可能主要處在硫化的環境中，海水在空間上仍然處在分層狀態。
研究結果還表明，發生在埃迪卡拉紀中期最大的碳同位素負漂移事件在華南揚子地臺的深水相地層中也具有很好的可對比性，但與淺水相地層對比顯示存在超過10‰的碳同位素組成梯度。模型計算顯示這種高梯度的碳同位素組成差異，很可能因為在深水區碳酸鹽巖的形成過程中摻雜了較多虧損的碳同位素成分，並不是真實反映當時的海水分層情況。
該項工作首次對華南揚子臺地深水相沉積地層進行了高解析度的綜合同位素分析，所採集的180米厚巖芯柱涵蓋了馬林諾冰期結束後埃迪卡拉紀中早期約八千萬年的沉積時間，也涵蓋了「藍田生物群」在該地區的產出層位。（沈春蕾）
《中國科學報》 (2017-01-23 第5版 創新周刊)