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地球最动荡的时代发生了什么635万年前三峡地区的方解石有了答案

科技日报冷泉碳酸盐是冷泉活动的主要产物，冷泉不仅是寻找海底天然气水合物的重要标志，也是研究全球气候变化的窗口日前，美国《国家科学院院刊》在线发表了中国，美国和以色列学术团队的一项成果，解开了地球上最古老的冷泉碳酸盐岩的起源之谜

这一成果由南京大学国际同位素效应研究中心教授彭永波和来自美国内华达大学，以色列魏茨曼科学研究所，上海海洋大学的团队共同完成。

在甲烷缺氧氧化过程中，微生物活动形成大量碳酸氢盐，增加了环境的碱度它与海水和孔隙水中的钙离子结合形成碳酸盐矿物，再与沉积物胶结形成冷泉碳酸盐岩

目前最古老的冷泉碳酸盐岩是约635万年前三峡地区陡山沱组底部的方解石但根据方解石的古温度计算，有科学家认为这些方解石是后期热液成岩作用的产物

彭永波团队在确定现代冷泉碳酸盐岩独特的高维同位素特征的基础上，对陡山沱组底部的这些超低无机碳同位素方解石进行了基准测试，发现黄铁矿的硫同位素，无机碳同位素，有机碳同位素，碳酸盐晶格硫酸根的硫氧同位素和方解石中碳酸盐晶格硫酸根的硫氧同位素均与现代冷泉碳酸盐岩一致也就是说，陡山沱组底部具有超低无机碳同位素的方解石是当时甲烷厌氧氧化与微生物硫酸盐还原耦合的产物

在此基础上，研究人员通过对比三峡地区7个剖面的地层化学指标，发现这些方解石是在盖层中的白云岩层溶解后才出现的研究人员推断，这应该是海洋中硫酸盐浓度突然增加的结果，并推测硫酸盐浓度可能已经达到了海洋目前的水平

彭永波说，这个地质时期是地球地质史上经历的最动荡的时代地球刚刚从雪球地球全球冰期中挣脱出来，海洋和大气的物理化学状态仍处于剧烈动荡时期结合该模型，研究人员将海洋中硫酸盐浓度的突然增加限制在冰川开始融化后的5万年内，这对理解地球各圈层如何相互作用和应对极端事件有很大帮助