北京大学地球与空间科学学院沈冰课题组运用镁同位素揭示了6.35亿年前雪球地球结束过程的化学风化作用。这一研究成果于近日在《美国国家科学院院刊》(Proceedings of the National Academy of Sciences USA)上在线发表。
在距今7.2亿到6.35亿年前的新元古代晚期,地球经历了两次全球冰期事件(Sturtian冰期和Marinoan冰期),使得地球处于一种全球冰封状态,称之为雪球地球事件。Marinoan冰期的结束(距今6.35亿年)则伴随着生物圈的一次重大变革,最终导致了寒武纪大爆发。在地质记录上,雪球地球结束时在全球范围的冰川沉积物之上整合沉积了一套盖帽碳酸盐岩,指示了由极端冰期环境向温暖气候的快速转变过程。雪球地球假说(Hoffman,1998)认为,全球冰期的结束是由于在冰期过程中火山喷出的CO2在大气中的大量累积所造成的温室效应;因此雪球地球的解体是一个迅速的过程,并伴随着强烈的化学风化作用;强烈的化学风化作用使得大量碱性物质进入海洋,并以盖帽碳酸盐岩的形式沉淀下来。因此,新元古代全球冰期结束时是否存在强烈的化学风化作用不仅是验证雪球地球假说的关键,也是揭示盖帽碳酸盐岩成因的钥匙。在我国华南地区广泛出露的南沱组地层是世界上保存最好的Marinoan冰期记录之一,其上覆盖了陡山沱组底部的盖帽碳酸盐岩,这为研究雪球地球结束过程化学风化作用提供了材料。
?陡山沱组底部的盖帽碳酸盐岩野外照片(贵州铜仁坝黄镇)
沈冰课题组对我国贵州省东北部南沱组冰期沉积和陡山沱组底部的盖帽碳酸盐岩中所包含的陆源碎屑组分的镁同位素组成进行了分析。由于在化学风化过程中岩石中的镁会发生显著的同位素分馏,使得风化残余物中富集重的镁同位素(26Mg),而且26Mg的富集程度与化学风化强度直接相关,因此镁同位素可以用来指示地质历史时期的化学风化强度。研究表明,南沱组上部地层中出现了一次显著的镁同位素正漂移(26Mg富集),而盖帽碳酸盐岩中的镁同位素值已经显著降低。这表明在Marinoan冰期结束过程中的确伴随有强烈的化学风化作用,支持了雪球地球假说。但与雪球地球假说的预测不同,最强化学风化作用要显著早于盖帽碳酸盐岩的沉积,这说明盖帽碳酸盐岩沉积时全球冰期已经结束了。
?南沱组冰川沉积与陡山沱组盖帽碳酸盐岩镁同位素和碳同位素组成变化特征
此项成果不仅验证了雪球地球假说所提出的,全球冰期结束时具有很高的大气CO2浓度并伴随着强烈的化学风化作用,同时也对盖帽碳酸盐岩的成因提出了新的解释。研究认为大量大气CO2在冰期结束过程中通过化学风化作用被消耗,使得海水pH逐渐升高,是导致了盖帽碳酸盐岩在全球海洋的沉积的关键。
该项研究成果以Episode of intense chemical weathering during the termination of the 635 Ma Marinoan glaciation为题于12月12日在线发表在《美国国家科学院院刊》(Proceedings of the National Academy of Sciences USA)。北京大学地空学院博士后黄康俊(现任职于西北大学)为文章的第一作者,沈冰研究员为文章通讯作者,研究生郎咸国、马浩然协助完成论文的野外和实验室工作。美国华盛顿大学Fang-Zhen Teng博士、弗吉尼亚理工大学Shuhai Xiao博士、贵州大学付勇博士以及路易斯安那州州立大学的Yongbo Peng博士参与了该项研究。该项研究工作得到国家自然科学基金、“青年千人”计划,以及中国科学院资源地层学与古地理学重点实验室的资助。
编辑:白杨
删除或更新信息,请邮件至freekaoyan#163.com(#换成@)
地空学院沈冰课题组在PNAS发表文章揭示6.35亿年前雪球地球结束过程中的化学风化作用
本站小编 Free考研/2020-04-10
相关话题/地球 化学
北京大学化学与分子工程学院郭雪峰课题组在单分子检测研究领域取得重要进展
单分子检测技术是一种在单分子层次上揭示组装基元/生物分子间相互作用的精妙方法,能够提供隐藏在系综实验中的分子结构与功能之间的丰富信息,因而被广泛应用于单个相互作用事件的动力学研究。针对传统的单分子荧光检测手段可能遇到的问题,如需要荧光标记、具有光漂白以及时间分辨率不足的问题,最近北京大学化学与分子工 ...北京大学通知公告 本站小编 Free考研 2020-04-10林金泰与合作者在《自然-地球科学》发表文章揭示国际贸易对全球气溶胶气候强迫的影响
2016年9月6日,北京大学、清华大学和加拿大麦吉尔大学领导的国际研究团队在《自然-地球科学》(NatureGeoscience)在线发表Article研究论文,首次揭示了国际贸易相关的经济活动产生的气溶胶污染对区域和全球气候强迫的影响。北京大学物理学院大气与海洋科学系“****”研究员(新体制长聘 ...北京大学通知公告 本站小编 Free考研 2020-04-10地球空间科学学院薛进庄等发表PNAS封面文章揭示早期维管植物的成土作用
2016年8月23日,地空学院薛进庄等在PNAS杂志发表了题为Belowgroundrhizomesinpaleosols:thehiddenhalfofanEarlyDevonianvascularplant(古土壤中的地下根状茎:早泥盆世维管植物隐藏的另一半)的封面文章,揭示了早期维管植物在促进 ...北京大学通知公告 本站小编 Free考研 2020-04-10生命科学学院伊成器研究组与化学与分子工程学院高毅勤研究组合作报道碱基切除修复的新机制
2016年6月28日,北京大学生命科学学院伊成器研究组与合作单位北京大学化学与分子工程学院高毅勤研究组在ProceedingsoftheNationalAcademyofSciencesofUnitedStatesofAmerica杂志在线发表题为“Tautomerization-dependent ...北京大学通知公告 本站小编 Free考研 2020-04-10Science刊发化学与分子工程学院郭雪峰课题组在单分子器件研究中取得的重要进展
利用单个分子构建电子器件有希望突破目前半导体器件微小化发展中的瓶颈,其中实现可控的单分子电子开关功能是验证分子能否作为核心组件应用到电子器件中的关键步骤。在过去20年,分子开关被广泛的研究,但仅有的几个单分子光开关器件研究工作都只能实现单向的开关功能,如何获得真正意义上的分子电子开关存在着巨大的挑战 ...北京大学通知公告 本站小编 Free考研 2020-04-10Scientific Reports在线发表北大地球与空间科学学院江大勇教授国际合作团队系列研究成果
近日,ScientificReports(《科学报告》)先后在线发表了北京大学地球与空间科学学院江大勇教授国际合作研究团队的两篇学术论文:“Alargeaberrantstemichthyosauriformindicatingearlyriseanddemiseofichthyosauromorp ...北京大学通知公告 本站小编 Free考研 2020-04-10地空学院宗秋刚团队发现地球内辐射带电子“斑马纹”的结构和演化规律
地球内辐射带中的电子“斑马纹”是存在于内辐射带电子通量的能量-空间分布图中一种有趣的现象。在前人的研究中,斑马纹的形成存在波粒共振与非共振两种机制,缺乏系统的观测证据来区分到底是哪一种机制在起作用。借助VanAllenProbes的高质量数据,北京大学地球与空间科学学院宗秋刚教授研究团队首次给出了电 ...北京大学通知公告 本站小编 Free考研 2020-04-10化学与分子工程学院陈兴课题组实现大脑糖基化的活体标记与成像
唾液酸是一类带负电的九碳糖,出现在各种糖链的末端,介导细胞之间的相互作用和通讯。在哺乳动物中,大脑是唾液酸含量最高的器官。大脑糖基化特别是唾液酸化在神经发育和认知中都发挥着重要的功能。神经系统中唾液酸化异常与神经退行性疾病和脑部肿瘤的发生具有密切的关系。然而,由于血脑屏障的存在,对脑部糖基化进行活体 ...北京大学通知公告 本站小编 Free考研 2020-04-10化学与分子工程学院陈鹏课题组报道活体动物中的生物正交新反应
生物正交反应(Bioorthogonalreaction)是指能够在活体环境下进行的化学反应,对生命科学的基础研究和临床应用都具有重要意义。北大化学与分子工程学院陈鹏课题组长期致力于发展活细胞上的生物正交反应,并在最近提出了“生物正交断键反应(Bioorthogonalbond-cleavagere ...北京大学通知公告 本站小编 Free考研 2020-04-10沈阳工程学院应用化学系导师列表
应化专业建设团队 姓名 出生年月 职称 毕业院校 专业 学历/学位 ...沈阳工程学院 本站小编 免费考研网 2020-04-09