跨越三亿年的极寒凛冬，赤道海洋冰厚三百米，

许多科幻电影都在冰雪山海的环境中创造了地球的世界末日场景，例如《夺命之日》、《雪地列车》和我们的《流浪地球》。这些场景并非没有科学依据。的确，它以前就存在过，而且也不亚于它。

在地球的漫长历史中，地球经历了多次冰河时代，山川被冰川覆盖，海洋被厚厚的冰封住。第四纪冰河时代离我们更近了。然而，与20亿年前跨越3亿年的“休伦冰河时代”相比，第四纪冰河时代不过是一个微不足道的“微波炉”。

01 过去的地球事件

30 亿年前，对于人类来说是一个非常遥远的时代，距恐龙诞生 28 亿年，距三叶虫诞生还有 25 亿年。地球结束岩浆时代后不久，一个稳定的大陆核心逐渐形成。一块面积比澳大利亚还小的大陆，如今在被海面包围的地球上突然脱颖而出，而这块大陆依旧死气沉沉。

海洋还没有上演生死搏斗，可以自由活动的动植物也没有出现，海洋还处于宁静祥和的“田园时代”。只有少数简单的原核生物静静地生活在广阔的陆表海中。随着潮水的潮起潮落，页纸般的肌理层层叠叠，记录着生命的印记和岁月的长河，供后人追寻。

此时的气氛是还是满满的 除了二氧化碳、二氧化硫、甲烷、氨气等还原气体外，这种环境促进了大量厌氧生物的生长。它们以大气中的这些气体为食，并大量繁殖。最成功的一种是蓝藻。蓝藻利用二氧化碳接受阳光并释放氧气，成为名副其实的“氧气泵”，然后迅速蔓延到整个星球，逐渐给这个没有生命的星球带来了生机。

然而，事实证明氧气是有毒的

02 好氧生物的黎明

数亿年后，蓝藻等原核生物大规模产生氧气，以前的二氧化碳、二氧化硫等气体大大减少，大气中充满氧气。厌氧生物无法忍受这种恶劣的高氧环境。大多数厌氧生物逐渐灭绝。在某些特定的环境条件下，一些厌氧生物仍然可以存活并继续繁殖直到今天，比如深海火山环境。还有一些厌氧菌可以存活。

过去，海洋中的厌氧生物难以生存，生命形式发生了变化。一种专门消耗氧气的原核生物开始出现。这种能够消耗氧气的原始生命就是线粒体。线粒体可以在有氧环境中生存，它们可以消化和分解其他生物光合作用合成的葡萄糖，供自己使用。已用能源。然而，尽管线粒体功能强大，但它们仍然存在缺陷。毕竟，它们的结构过于简单，无法形成复杂的生命形式。

此时，一些厌氧菌如果生物不小心与线粒体融合，可能是线粒体感染了厌氧生物。线粒体进入这种单细胞生物后，后者获得了对抗氧气的关键武器，赋予这些细胞克服高氧毒性的能力。线粒体与原始厌氧细胞形成奇特的共生关系。但随着时间的推移，线粒体被这些生物体同化为细胞的一部分。带有线粒体的细胞是我们现在熟悉的所有需氧生物的祖先，包括各种高等动植物。这些生物为未来的进化奠定了基础。

但在那个时代，这些简单的好氧生物的数量让蓝藻的数量相形见绌，大气中的氧气含量不断上升。

03极寒冬天

好氧生物虽然出现了，但无法扭转大气含氧量大幅增加，引发地质问题的局面.科学家们经常提到“重大氧化事件”。

因为蓝藻等生物吸收大气中的二氧化硫、氨等还原性气体和甲烷、二氧化碳等温室气体，并释放出大量的氧气。这使得原本处于还原环境中的地球现在处于氧化环境中。在还原环境中，地壳中的金属处于低价态。例如，铁元素以亚铁离子的形式存在。当突然暴露在氧化环境中时，这些金属元素会被空气中的氧气氧化。在这些元素中，镍是保证产甲烷菌生存的重要元素。没有镍，对产甲烷菌至关重要的酶将被破坏，导致产甲烷菌死亡。产甲烷菌是破坏氧气的重要微生物。数亿年来，它们阻止了氧气在早期地球大气中的积累。如果产甲烷菌的数量大大减少，氧气不会被破坏，从而使大气充满氧气，就会发生“大氧化事件”。

但只是在由蓝藻环境中，镍元素被大量氧化，产甲烷菌得不到足够的镍而还原，产生的甲烷气体也减少。结果，地球上的气体进入一个循环。蓝藻消耗大量温室气体，产生温室气体的生物大量消失，不能产生温室气体。双重结果导致大气中温室气体急剧下降，地球无法保暖，温度下降。 .

文章来源：《海洋科学》 网址: http://www.hykxzz.cn/zonghexinwen/2021/0813/875.html