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最新的国际年代地层表: GeoSHAO 2021-7-11 11:41; 国际地层委员会发布最新的国际年代地层表。 4600-4000Ma为冥古宙（6亿年） 4000-2500Ma为太古宙（15亿年） 2500-541Ma为元古宙（19.59亿年） 541-0Ma为显生宙（5.41亿年）; 338 次阅读|0 个评论

地球科学原理之37 新元古宙以前冰川期的形成: rock6783 2009-5-18 20:33; 广东海洋大学廖永岩（电子信箱： rock6783@126.com ）新元古宙（ 9-8 亿年前）前有几个冰川期？由于相关地质资料的缺乏，这仍是一个有待进一步研究的问题。目前知道的只有它们大约是 29-27 亿年前和 24-23 亿年前的冰川（韩吟文和马振东， 2003 ）。通过前面的冰川的地质作用分析可知，冰川活动能引起地质构造运动（如造山运动和造海运动），就有火山喷发和地震（ MeGuire, 1992; Zielinski, et. al., 1996 ）。根据地质史上构造运动、火山喷发和地震资料看，整个太古宙地壳运动、岩浆活动具有明显的阶段性：距今 35 亿年前西北利亚地盾的萨姆运动（ Saamian ）， 30 亿年前非洲中南部的达荷美运动 (Dahomeyan ，中国称为迁西运动 ) ， 24-26 亿年前北美地盾的基诺尔运动 (Kenoran ，为太古宙最强烈、影响范围最大，中国称为阜平运动 ) 。元古宙的地壳运动有 20-19 亿年前的哈德逊（ Hudsonian ）运动（欧洲称卡累利运动，中国称吕梁运动）。中元古宙末的昆阳运动（何锡麟， 1997 ）。虽然资料还很不完善，但可以初步估计，新元古宙前的太古宙和中、早元古宙，可能有 5 个冰川期：大约是 35 亿年前、 29-27 亿年前、 24-23 亿年前、 19-17 亿年前、 14-12 亿年前的冰川期。最先出现在地球上的生物可能是异养细菌，这些原核生物主要以分解原始海洋里的有机物而生存。它们将高分子的碳水化合物、脂肪和蛋白质分解为低级脂肪酸等物质（陈明耀， 1995 ）。然后是光合细菌类生物，它们利用光能，以有机物、硫化氢和硫代硫代酸钠为还原 CO 2 的供氢体，合成有机物（陈明耀， 1995 ）。自从生物在地球上开始出现，至大约 35 亿年前，由于以上的生物非放氧光合成作用，使大气中的 CO 2 浓度降低。以上生物的光合成作用，和风化作用一道，引起 pH 值上升（ Berner , et. al., 1983; Hoffman, et. al., 1998 ）。当 pH pHCO 2 时 (pHCO 2 为水体中所有的 HCO 3 - 被 H + 中和时的 pH 值 ) ，就会造成大量 CO 2 溶于海洋，这将导致大气 CO 2 浓度急剧下降，使温室效应降低，引起冰川的形成。虽然这次形成的冰川规模可能很小，但由于地壳刚形成不久，地球的流体性相当强，较小的冰川形成和消融，也会导致强烈的地质活动，引发火山喷发和地震（ MeGuire, 1992; Zielinski, et. al., 1996 ）。 35 亿年前的生物，主要以有机物、硫化氢和硫代硫代酸钠为还原 CO 2 的供氢体，合成有机物而生存。一旦这类供氢体消耗殆尽，这类生物将急剧减少。同时，降温作用，也是造成这类生物减少的一个原因。所以，当这类生物消耗 CO 2 的能力小于地球的去气作用产生 CO 2 的能力时，降温作用将停止，温度将上升，导致这次冰川期的结束。由于光合成不放氧生物的死亡，为蓝藻类放氧光合作用生物提供了生态空间，使它们得以出现。 29-27 亿年前和 24-23 亿年前的冰川，主要是由蓝藻类光合放氧生物（绿色植物）繁盛引起的。由于降温和冰川作用，使它们的生存空间减少，它们消耗 CO 2 能力小于火山喷发和地震类地球去气作用而宣告这两次冰川的结束。因为 24-23 亿年前的冰川形成时， O 2 的积累增加，生物生存的空间增大，单位体积水体的生物量增大，光合作用也增强。所以，这次冰川期的温度最低，是太古宙以来最大的一次冰川期。有氧呼吸代谢的生命体，所需的最低限度的 O 2 浓度大约为现代大气 O 2 浓度的 1% 。 20 亿年前左右，经过蓝藻十几亿年的努力，将大气氧含量升到现在大气氧含量的 1% 。这个程度的氧含量，可以形成比较薄的臭氧层，可以屏蔽 250nm 的全部紫外线，只要水深至 4.2 m ，还能屏蔽 320 nm 的全部紫外线。换句话说，生物只要在 4.2 m 以下的水里，就能免受紫外线的伤害（ Wayne , 2000 ）。由于含氧量的增加，真核细胞得以演化出来。同时，由于这次较大冰期的作用，导致原核生物的衰弱，也为真核细胞的出现创造了生存空间。 19-17 亿年前和 14-12 亿年前的冰川期，是由蓝藻和真核细胞共同作用造成的，也是由于冰川期温度下降而缩小它们的生存空间，减弱光合作用，使光合作用消耗 CO 2 能力小于火山喷发和地震等去气作用而结束。那地球上曾经最大规模的新元古宙及奥陶纪冰期又是怎么形成的？且听下回分解。未完，待续。下回预告：地球科学原理之 38 新元古宙、奥陶纪冰期的形成参考文献：陈明耀 . 生物饵料培养 . 中国学业出版社 . 北京： 1995, 3-92 韩吟文，马振东 . 地球化学 . 北京：地质出版社 , 2003, 303-370 何锡麟 . 地史学简明教程 . 北京：煤炭工业出版社 , 1997, 53-266 Berner R A ， et al. The carbonate － silicate geochemical cycle and its effect on atmospheric CO 2 over the past 100 million years. American Jour Science, 1983 , 283: 641-683 Hoffman P F. The break-up of Rocinia, birth of Gondwana, true polar wander and the snowball Earth . Journal of African Earth Science, 1998, 28: 17-33 MeGuire W J. Changing sea levels and erupting volcanoes: cause and effect ？ Geology Today, 1992, 7: 141-144 Wayne R P. Chemistry of Atmospheres(third edition). Oxford University Press. 2000. Zielinski G A, Mayewski P A, Meeker L D, et al. A 110,000 yr record of explosive volcanism from the GISP2( Greenland ) ice core. Quaternary Research, 1996, 45: 109-118 （注：本地球科学原理系列，是根据廖永岩著，海洋出版社（ 2007 年 5 月）出版的《地球科学原理》一书改编而来，转载者请署明出处，请不要用于商业用途）; 个人分类: 地球科学|8986 次阅读|0 个评论

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