来自印度和日本的一组研究人员发现了水滴这些被困在印度北阿坎德邦Kumaon山脉矿床中的小陨石很可能是6亿年前古代海洋留下的。
科学家说，这些下降它们可以帮助我们理解新元古代的氧化作用事件和促进复杂生命进化的地球过程。
研究人员表示，这些液滴可以为研究提供新的见解关于古代海洋和环境的构成它们可能对未来的气候模型有所帮助。
来自印度科学研究所(IISc)和日本新潟大学的一组科学家在印度北部北阿坎德邦喜马拉雅山脉中部Kumaon山脉的矿藏中发现了被困在矿床中的水滴。科学家们说，他们相信这些液滴是大约5 -7亿年前存在的古代海洋的残留物，它们可以增强我们对地球上复杂生命形式进化的理解。
在9月份发表在《前寒武纪研究》杂志上的论文中，来自IISc地球科学中心的三位科学家和来自新潟大学的两位科学家写道，他们在Kumaon山脉发现了矿藏，该地区也被称为小喜马拉雅山脉，其中含有来自新元古代海洋的海洋碳酸盐，估计存在于10亿至5.4亿年前。
研究小组发现了亮晶菱镁矿，它在地层上与白云石和叠层石有关。白云石是一种富含碳酸镁和碳酸钙的石灰岩，叠层石是一种由微生物形成的沉积岩。但研究人员在论文中写道，研究人员发现的沉积物中钙的含量较低，镁的含量较高，这表明降水的来源和环境不同。
“在当今的环境条件下，在海洋中沉淀碳酸镁是很困难的。然而，在新元古代时期，极端的环境和气候因素有利于碳酸镁的沉淀，因为由于河流的冻结，海洋中的钙输入明显减少，”印度科学院地球科学中心的萨吉夫·克里希南教授说，他是该论文的通讯作者之一。
研究小组希望他们的发现能让更多的研究人员来到喜马拉雅山，揭示更多关于地球上复杂生命形式的进化。
“我们的贡献可能会吸引其他研究小组前往喜马拉雅山脉，对碳酸盐/过去的海洋化学、蓝藻的进化、雪球地球冰川和相关的地球氧化事件进行实验，”印度科学院的博士生、论文的第一作者普拉卡什·钱德拉·艾莉亚说。
研究人员表示，熊熊山的亮晶菱镁矿的开发大约发生在7.5亿至5.8亿年前的“雪球地球”冰期，当时地球被厚厚的冰盖覆盖。
“这导致了沉积速率、海洋化学以及生命对这些事件的反应的变化，”艾莉亚说。“在此期间，低钙输入为光合作用的蓝藻提供了快速进化和扩张的机会，因为其他微生物很难在这种条件下生存。”
孟买印度理工学院(IIT)研究单细胞生物(有孔虫)的博士学者萨姆里迪·贾恩(Samriddhi Jain)详细解释了这一现象。“在雪球地球冰期，厚厚的冰盖产生了反照率效应;也就是说，它们反射了更多的阳光，从而减少了太阳的绝缘性，减少了地球大气的加热。”
“厚厚的冰盖及其反照率效应限制了河流流入海洋。结果，对复杂生命形式的生长至关重要的河流营养物质在海洋中的流动减少了。然而，光合作用的蓝藻，也被称为蓝绿藻，即使在营养较少的情况下也能蓬勃发展，”她补充说。
这些不断进化的蓝藻群落在大气中产生了大量的氧气，导致了新元古代氧合事件，也被称为第二次大氧合事件，发生在6.3 - 5.51亿年前，在雪球地球冰川之后。
据认为，在第二次氧化事件期间，大气中氧气的增加导致了复杂生命形式从简单的单细胞或小的多细胞形式的快速进化。这一事件被称为寒武纪大爆发，据信发生在5.41亿到大约5.3亿年前，新元古代末期和寒武纪初期。
“我们对过去的海洋知之甚少，那里是最早的生命形式起源和进化的地方。我们不太清楚过去的海洋是酸性更强还是碱性更强，更温暖还是更寒冷，营养更丰富还是更缺乏，以及它们的化学和同位素组成与现在的海洋有多大不同，”艾莉亚说。“被困在菱镁矿晶体中的海水可以提供这些方面的见解，这些信息可以用于未来的气候建模。”
他们的发现强调了一个地球过程触发另一个过程的可能的“连锁反应”。该团队展示了气候事件如何改变海洋和沉积物的化学性质，导致蓝藻的快速繁殖，从而增加了大气中的氧气水平，为复杂生命形式的进化奠定了基础。
这张图表以螺旋形显示了从宇宙大爆炸到现在的重大事件的摘要。每十亿年(Ga)表示为螺旋旋转90度。图片由Pablo Carlos Budassi通过维基共享资源(CC by - sa 4.0)提供。
研究小组确认，喜马拉雅山脉是探索各种地球过程的最佳地点，包括大陆碰撞、造山运动、构造变形、地震活动和气候变化，这些过程在该地区被广泛记录和可见。小喜马拉雅Kumaon被认为是印度著名的前寒武纪盆地之一。
“我们对了解印度板块和欧亚板块的碰撞动力学很感兴趣，这只能在喜马拉雅山进行，”当被问及为什么选择喜马拉雅山进行研究时，Arya说。“该地区有一个暴露的地层，在Kumaon的东侧很好地暴露了亮晶菱镁矿。”
研究人员进一步指出，喜马拉雅山现在所在的地方曾经是一片广阔的海洋。“在印度板块与欧亚板块碰撞之前，有一个叫做特提斯的海洋，”该论文的第一作者说。(特提斯也是希腊淡水女神的名字，她是泰坦神Oceanus的妻子。)
尽管喜马拉雅山脉的很大一部分是由岩石(石灰石和白云石)组成的，这些岩石完全是在海洋环境中形成的，但菱镁矿晶体中捕获的海水并非来自喜马拉雅山脉当前的地理位置。这是因为大约6亿年前，印度板块的位置与现在不同。
这组科学家希望他们的发现能吸引其他研究小组来到喜马拉雅山脉，并帮助我们了解古代海洋，由于构造活动破坏了它们，古代海洋受到限制。他们在论文中写道，这些海洋的化学和同位素组成在很大程度上是一个谜，只有间接的特征可用。
一个弹药
在北阿坎德邦的喜马拉雅山脉发现的黑色化石。弹药
黑蚁是在白垩纪-古近纪灭绝事件期间或之后不久灭绝的海洋软体动物。图片由Nanditha Chandraprakash/Mongabay提供。
印度理工学院孟买分校(IIT Bombay)的博士学者贾恩(Jain)也有同样的看法，并主张对过去的海洋进行进一步研究。她说:“从菱镁矿中研究保存下来的海洋化学物质，可以为了解过去的环境条件提供重要的见解，使了解氧化作用的历史成为可能。”
她说，研究这些氧合事件对于理解包括人类在内的多细胞生命从多细胞真核生物(细胞含有膜结合核的单细胞生物)进化而来至关重要。
当被问及他们的发现对地球上其他地区的重要性和适用性时，Arya说:“来自不同地质时期的亮菱镁矿在世界各地都有发现，特别是在欧洲、北美和南美。尽管在时间尺度上存在差异，但我们相信某些关键的化学和生物反应将反映在他们的结果中。”
横幅图片:Kumaon山脉的Trishul山峰。图片由Harshit SR通过维基共享资源(CC by - sa 4.0)提供。
