6億年前，深海動物第一次擁有了"吸氧自由"
5.38億-6.35億年前，深海海水可能已經開始大規(guī)模氧化，在此期間，大量復雜的多細胞生物出現(xiàn)在海洋中，這被認為是地球生命進化的一個關鍵轉折點。然而，過去的研究一直認為深海仍然是缺氧的。
二月初，記者從中國科學院南京地質古生物學研究所獲悉，王煒等人的最新研究成果表明，五億三千八百萬至六億三千五百萬年前的深?？赡芤验_始大規(guī)模氧化，有關成果已于一月底在國際著名的地質雜志網上發(fā)表。
氧氣是復雜的多細胞生物生存和繁殖的重要條件之一?，F(xiàn)代海洋從淺水到深海都有足夠的氧氣供動植物生存，例如馬里亞納海溝，它位于西太平洋11000米深，魚類和其他動物在那里被證實存活，但五億年前的古老海洋卻沒有。
人們普遍認為，現(xiàn)代氧化海洋的胚胎形態(tài)是在幻影植物(約5.4億年前至今)完全出現(xiàn)之后形成的，以前的海洋環(huán)境總是在氧化和缺氧之間反復出現(xiàn)。
近年來，科學家在埃迪卡拉地層中發(fā)現(xiàn)了大量由復雜的多細胞生物組成的化石生物群，如"藍田生物群"、"翁安生物群"、"苗河生物群"和"石板灘生物群"等。
與中科院地球科學與地球物理研究所的同事、副研究員王煒、助理研究員關成國、南京地質古生物學研究所研究員周傳明合作，結合巖石學和礦物學分析，揭示出埃迪卡拉海洋硫酸鹽池容量高于先前的估計，說明當時深?？赡芤验_始大規(guī)模氧化。
硫同位素法是恢復古海洋環(huán)境的重要手段之一，在地質和歷史時期，古海洋環(huán)境的恢復以地球化學為主，硫同位素是最常用的地球化學指標之一，在大氣含氧量普遍較低的情況下，陸生硫酸根離子是海洋中一種重要的氧化劑，對古海洋深水區(qū)域的氧化起著關鍵作用。充分的硫酸鹽池是古海洋深水氧化的重要前提。
在地質歷史時期，古海洋中的硫酸鹽濃度不能直接測量，其濃度水平一般以古代海洋中硫同位素分餾的程度為特征。王煒認為，傳統(tǒng)的硫同位素方法以往大多采用全巖分析，缺乏系統(tǒng)的巖石學和礦物學分析，沒有充分考慮沉積硫化物(如黃鐵礦)的形成過程和后期成巖過程的復雜性。早期的方法可能會使從古海水中提取的同位素信號疊加其他介質的信號(如孔隙水、晚成巖階段的地下水)，從而使我們對當時海水氧化還原狀態(tài)的理解出現(xiàn)偏差。
研究人員以新鮮藍田巖心樣品為研究對象，對巖樣進行了仔細的切片和拋光，在光學顯微鏡下仔細觀察了黃鐵礦的形態(tài)特征，發(fā)現(xiàn)黃鐵礦具有不同的形態(tài)特征，并利用掃描電子顯微鏡觀察了微米級黃鐵礦的形貌，用SIMS質譜法原位測定了黃鐵礦的同位素組成。
根據實驗數(shù)據，利用數(shù)學模型對當時海洋中的低濃度硫酸鹽進行了估算，得出了以前嚴重低估了埃迪卡拉深水區(qū)硫酸鹽濃度的結論，海洋中硫酸鹽池容量可能已足以滿足深海水的氧化，表明古海洋深海水在"雪球地球事件"結束后可能已開始大規(guī)模氧化，從而為復雜多細胞生命的發(fā)育提供了保證。
本研究的結果從一個新的角度推翻了以往關于古海洋深水氧化能力的研究，認為六億年前的古海水深水區(qū)已經具備了大規(guī)模氧化的能力，為深海復雜生命的出現(xiàn)提供了有利的保障，也解釋了六億年以來深海中出現(xiàn)的"藍場生物群"，同時指出了整個巖石硫同位素指數(shù)在古環(huán)境重建中的局限性，并給出了相應的解決方案。
