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从冈瓦纳聚合阶段早期生命辐射的构造环境因子到地球系统科学
1
作者
姚金龙
崔鹏远
+3 位作者
韩以贵
张东海
刘潜
赵国春
《西北大学学报(自然科学版)》
北大核心
2025年第3期475-488,共14页
在地球生物演化历史上,寒武纪生命大爆发最为引人注目。这一时期前后,即新元古代中晚期至寒武纪时期,又发了冈瓦纳大陆聚合(~680~430 Ma)、大气增氧(NOE)、三期雪球地球与冰期事件、地球磁场特殊演化、内核形成等全球性重大事件。而且,...
在地球生物演化历史上,寒武纪生命大爆发最为引人注目。这一时期前后,即新元古代中晚期至寒武纪时期,又发了冈瓦纳大陆聚合(~680~430 Ma)、大气增氧(NOE)、三期雪球地球与冰期事件、地球磁场特殊演化、内核形成等全球性重大事件。而且,现代板块构造可能在这一时期建立。可见地球表生圈层与固体圈层之间存在紧密的相互作用。但是,这一时期推动表生圈层巨变的构造因子及其作用机制争议巨大,目前大多局限于概念模型。地球多圈层定量化数据规律显示,这一时期可能以罗迪尼亚(Rodinia)超大陆裂解诱发雪球地球和启动增氧为开端。其后,冈瓦纳大陆聚合期间,现代板块构造体制下持续超过2亿年的造山作用形成了总规模超过9000 km的巨型造山带,为地球表生圈层巨变、质变提供了持续驱动力。这一时期的大规模造山带、高压超高压变质和温压比(T/P)急剧下降,表明造山规模均接近现代地球;其根本原因在于大规模大陆深俯冲。另一方面,地幔降温,洋壳减薄,地球上的海陆二分性在这一时期更为显著,地形起伏可能在这一时期达到前所未有的水平,能够为动物活动提供生态空间位置。在海陆二分性的加持下,这些低纬度山脉引发了超强的风化剥蚀作用,为海洋提供了巨量陆缘沉积物,海水Sr同位素在这一时期达到了地球历史最高值。此外,雪球地球也对大陆风化有所贡献。巨量陆缘沉积物和营养元素深刻改变了海洋成分并提升了生产力,持续驱动了增氧事件。另外,新元古代晚期至寒武纪,地球磁场强度极弱,超强宇宙辐射有利于基因突变和生物多样性形成,这可能与地球内核的形成有关;此外还可能发生了真极移和高频倒转。多方面偶然和必然条件的共同作用,为早期生命辐射提供了基因和环境诱因以及生态位置(即外因),最终形成了多圈层相互作用的地球系统。
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关键词
现代板块构造
冈瓦纳大陆
巨型造山
大陆风化
早期生命辐射
海陆二分性
地球磁场与内核形成
地球系统科学
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职称材料
题名
从冈瓦纳聚合阶段早期生命辐射的构造环境因子到地球系统科学
1
作者
姚金龙
崔鹏远
韩以贵
张东海
刘潜
赵国春
机构
西北大学地质学系/大陆演化与早期生命全国重点实验室/nwu-hku地球与行星科学中心
香港
大学
地球
科学
系
出处
《西北大学学报(自然科学版)》
北大核心
2025年第3期475-488,共14页
基金
科技部重点研发项目(2022YFF0802700)
国家自然科学基金(42322208)
陕西省基础研究定向委托项目(2021JCW-18)。
文摘
在地球生物演化历史上,寒武纪生命大爆发最为引人注目。这一时期前后,即新元古代中晚期至寒武纪时期,又发了冈瓦纳大陆聚合(~680~430 Ma)、大气增氧(NOE)、三期雪球地球与冰期事件、地球磁场特殊演化、内核形成等全球性重大事件。而且,现代板块构造可能在这一时期建立。可见地球表生圈层与固体圈层之间存在紧密的相互作用。但是,这一时期推动表生圈层巨变的构造因子及其作用机制争议巨大,目前大多局限于概念模型。地球多圈层定量化数据规律显示,这一时期可能以罗迪尼亚(Rodinia)超大陆裂解诱发雪球地球和启动增氧为开端。其后,冈瓦纳大陆聚合期间,现代板块构造体制下持续超过2亿年的造山作用形成了总规模超过9000 km的巨型造山带,为地球表生圈层巨变、质变提供了持续驱动力。这一时期的大规模造山带、高压超高压变质和温压比(T/P)急剧下降,表明造山规模均接近现代地球;其根本原因在于大规模大陆深俯冲。另一方面,地幔降温,洋壳减薄,地球上的海陆二分性在这一时期更为显著,地形起伏可能在这一时期达到前所未有的水平,能够为动物活动提供生态空间位置。在海陆二分性的加持下,这些低纬度山脉引发了超强的风化剥蚀作用,为海洋提供了巨量陆缘沉积物,海水Sr同位素在这一时期达到了地球历史最高值。此外,雪球地球也对大陆风化有所贡献。巨量陆缘沉积物和营养元素深刻改变了海洋成分并提升了生产力,持续驱动了增氧事件。另外,新元古代晚期至寒武纪,地球磁场强度极弱,超强宇宙辐射有利于基因突变和生物多样性形成,这可能与地球内核的形成有关;此外还可能发生了真极移和高频倒转。多方面偶然和必然条件的共同作用,为早期生命辐射提供了基因和环境诱因以及生态位置(即外因),最终形成了多圈层相互作用的地球系统。
关键词
现代板块构造
冈瓦纳大陆
巨型造山
大陆风化
早期生命辐射
海陆二分性
地球磁场与内核形成
地球系统科学
Keywords
modern plate tectonics
Gondwana
super-orogens
continental weathering
early life
duality of continental and oceanic crust
earth magnetic field and inner core
Earth system
分类号
P541 [天文地球—构造地质学]
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题名
作者
出处
发文年
被引量
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1
从冈瓦纳聚合阶段早期生命辐射的构造环境因子到地球系统科学
姚金龙
崔鹏远
韩以贵
张东海
刘潜
赵国春
《西北大学学报(自然科学版)》
北大核心
2025
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