十一、氧气曾是生命的“毒药”？（下）寒武纪生命大爆发｜十分钟解密

大家好，我是讲故事的Anchor，我们上一集讲到氧含量过高会导致气温下降，甚至可能是长达数亿年的冰河时代。
休伦冰河时期可能是地球历史上最严重的一次冰河时代，大约发生在24亿年前，持续到了21亿年前才结束，我们的祖先就是在这样的环境逐步进化，但是进化的速度远没有我们想象的快，顶多是比原核生物先进一些的真核生物，并没有特别复杂的生命体出现。
寒武纪前的氧气含量猛增被我们称为“第二次大氧化事件”，正是因为这次大氧化事件导致了复杂生命形态的出现。那又是什么原因导致了这第二次大氧化事件的产生？
科学家认为，在6~5亿年前这段时间，地球上的大陆因为板块移动，逐渐形成了“盘古大陆”，剧烈的地质活动导致了大量的“硫酸盐”进入海洋，和微生物发生反应后导致了海洋氧含量增加，最终全球大气氧含量也随之增加。
复杂生命体的出现导致了绿色植物的出现，地球的氧含量开始逐步增加，植物登陆大陆后，全球氧含量开始趋于稳定，地球的环境也因为生物的进化开始越来越适合大型生物的出现。
在科学家的研究中，通过分析北极冰川底部的生物沉积物后发现，大部分多细胞生物出现在5.6亿年前，大约是500万年间的时间内，地球上就突然出现了大量的多细胞生物，这段时间是“寒武纪”的开端，这次事件被我们称为“寒武纪生命大爆发”。
寒武纪初期，大量的无脊椎动物出现，我们在地层中完全找不到它们的祖先和过渡化石，仿佛这些生物是“凭空出现”的一样，至今仍是一个谜团，科学家对寒武纪生命大爆发有两种解释，第一种是所谓的生物爆发其实是一种假象，地球上其实早就出现了复杂的生物形态，比如“埃迪卡拉生物群”就是一个很好的证据。
而另外一些科学家认为，形态复杂的多细胞生物需要大量的氧气，而在寒武纪生命大爆发之前，地球恰好经历了一次氧含量猛增，大约达到了现在地球氧含量的60％，给生命大爆发提供了条件，因此生物大爆发其实是生物数十亿年的隐忍，在氧气含量足够后，生物才开始了真正意义上的高速进化。
可以说，两次大氧化事件彻底改变了地球的环境，曾经氧气是生物的毒药，但是在氧气中存活下来的生物进化的更加高级，而第二次大氧化事件彻底打开了生物进化的大门，让地球有了今天的复杂生态系统。
可能许多听众要问，当初地球这么冷，又怎么会发展到如今这样适宜人居的温度的呢？
通过钻探保存在南极洲下面的古老冰层，分析被困气泡的成分，我们已经能够确定历史上的二氧化碳水平和灰尘浓度，甚至重建温度。
现在很容易看出二氧化碳和温度之间的关系，虽然它们与尘埃的相关性可能不像你看到的那样明显。你看到大气中的二氧化碳可以与水蒸气反应形成碳酸，当这种弱酸最终落到地表时，它会与新生成的长石等岩石相互作用，导致所谓的化学风化。这个过程会产生钙和碳酸盐离子，然后发生反应生成碳酸钙，这意味着新岩石的形成和风化实际上可以将二氧化碳从大气中吸出并将其锁在新岩石中，这就导致气候变冷。
当地球变冷时，空气总体上无法保持足够的水分，地球整体上会变得更干燥，岩石暴露地表从而允许更多的灰尘进入到空气中。每次地球温度达到其周期性最小值时，灰尘颗粒都会出现峰值，整个冰河时代是处于低温循环，然后是相对温暖的循环。这些周期就是所谓的冰河间冰期，那么以前所有的冰河时代，很可能与这些循环是相似的模式。