参考消息网10月22日报道 据阿根廷布宜诺斯艾利斯经济新闻网9月21日报道，在南极洲的冰盖之下，埋藏着巨大山脉的根基。这些山脉在规模上与喜马拉雅山脉相当，在距今约6.5亿至4.5亿年前曾横贯地球表面。它们被侵蚀后，向海洋释放了大量养分，推动了大气氧含量的激增，并为寒武纪大爆发铺平了道路。寒武纪大爆发是地球生命史上最具决定性的事件之一，正是在这一时期，动物多样性开始剧增。

这一发表在英国《地球与行星科学通讯》上的研究提出，氧含量上升与复杂动物出现的关键，就埋藏在南极大陆数公里厚的冰层之下。

冈瓦纳古陆是一个超大陆，存在于大约6亿至1.8亿年前，由如今的南美洲、非洲、阿拉伯半岛、马达加斯加、印度、澳大利亚、新西兰和南极洲所在的陆块组成。

每当两块大陆相撞，地壳就会受到挤压并向上抬升，正如印度板块与亚欧板块碰撞挤压，形成了如今的喜马拉雅山脉一样。而在几亿年前，正是这样的碰撞造就了多条规模庞大的山系。后来，其山体被不断侵蚀，侵蚀下来的物质被冲刷进海洋。其中一些山脉的根基，如今就埋在南极洲的冰盖之下。

这项研究的核心，是分析从南极大陆边缘沉积物中提取的碎屑锆石。锆石是一种极其坚硬的矿物晶体，形成于火成岩和变质岩中，其特殊之处在于能够在侵蚀和搬运过程中完好无损地保存下来。正是这种抗侵蚀能力，使它们成为地质学上的“时间胶囊”。通过分析其化学组成，可以确定岩石形成的时间和地点。

为此，研究人员用激光照射锆石颗粒，使其一小部分汽化，再精确测量其中铀和铅的比例。这两种元素以已知且恒定的速率转化，可以作为计算晶体年龄的依据。通过这种方法，研究人员测定了1712颗锆石颗粒的年龄，再加上此前分析的2209颗，共同构成了研究中使用的南极数据库。

研究结果表明，在距今约5.4亿至5.1亿年前，从寒武纪初期到寒武纪大爆发结束这一关键时期，南极洲是沉积物的主要来源。在这一时期，全球加权记录中46%的碎屑锆石来自南极洲和澳大利亚东南部。此外，55%的高压锆石也源自这一地区。这类锆石被称为MGS型，形成于极高山脉的“山根”之中，是极高海拔山脉曾经存在的直接证据。

研究人员将南极数据纳入一个涵盖亚洲、欧洲、北美洲、南美洲、非洲和澳大利亚样本的全球河流数据库，随后发现，在距今6.5亿至4.5亿年前，冈瓦纳各陆块拼合时期形成的锆石，占该数据库锆石总量的20%。这一比例超过了盘古大陆形成期(14%)、罗迪尼亚大陆形成期(11%)和哥伦比亚超大陆形成期(8%)的数据，佐证了“冈瓦纳超级山脉构成了地球历史上最大的山脉网络”这一结论。

为了判断极高海拔山脉是否存在，研究人员借助了MGS型锆石。如果这类锆石出现在沉积物中，则直接表明当时曾存在规模与喜马拉雅相当的山脉。研究指出，形成于冈瓦纳拼合时期的MGS型锆石占全球记录总量的37%，是哥伦比亚超大陆形成期的2倍多，是盘古大陆和罗迪尼亚大陆形成期的6倍多。也就是说，在地球历史上所有超级大陆形成时期中，冈瓦纳大陆上形成的山脉最高、分布最广。

研究指出，冈瓦纳大陆拼合过程中发生过3次大规模的碰撞造山事件，留下了东非造山带、昆加-平贾拉造山带(KPO)和巴西利亚-达马拉造山带等地质记录。这些造山带总长度约2万公里，是阿尔卑斯-喜马拉雅山系带的2倍多。基于这些证据，研究人员指出，冈瓦纳古陆并非一次单一事件的产物，而是至少2亿年间多次碰撞的结果。

对比南极锆石与澳大利亚东南部锆石后，研究人员发现两者的年龄分布特征几乎完全一致，由此推断出存在一个巨大的沉积扇系统，从南极东部一直延伸到澳大利亚东南部。这些远古山脉被侵蚀后，物质被冲刷下来并在海底沉积，逐渐形成了这个系统。其中最早沉积下来的部分，如今被埋在冰层之下。

冈瓦纳山脉、氧气与寒武纪大爆发之间的联系是这项研究的核心论点。研究认为，山脉被侵蚀后向海洋释放了磷和铁等关键养分，让具有产氧能力的藻类和蓝细菌得以大量繁殖。

然而，要让这些氧气在大气中积累，光合作用产生的碳就必须在重新与氧气反应之前被封存起来。否则，碳一旦被氧化，就会消耗掉同样多的氧气，氧气的净增量为零。沉积扇恰恰发挥了固碳作用。当山脉被侵蚀时，大量物质被冲刷进海洋，并迅速沉积在海底，让有机碳在氧化之前就能被埋藏起来。

随着大气和海洋中氧气增多，动物获得了更有利的条件来获取能量，进而演化出更大、更复杂的身体。与此同时，养分的输入推动了藻类及其他初级生产者的繁盛。

基于冈瓦纳沉积扇系统的估算质量，研究人员推算出，在沉积扇系统形成过程中释放到大气中的氧气，相当于今天地球大气中氧气总量的18倍左右。而这一事件对应着学界所称的“第二次大氧化事件”，在此期间，氧含量可能增加到了原来的10倍。

研究人员认为，南极地区在生命演化最关键的时刻发挥了决定性作用。由于这一地区发生的一系列碰撞正值冈瓦纳拼合末期，养分向海洋的输送得以一直延续到寒武纪较晚阶段。研究结论表明，“冈瓦纳超级山脉的形成和侵蚀，是地球上最重要的造山时期，而它恰巧与地球演化最剧烈的时期重合，恐怕很难用巧合来解释”。（编译/胡怀莹）