地球上的第一次生命大爆炸在地表深处产生了影响

寒武纪大爆发（大约在5.41亿年前）—— 是生命和生物真正开始在地球上生存的时候。现在，新的研究揭示了生命的爆发是如何在地幔深处留下痕迹的。

对科学家来说，它显示了地表和地表之下的相互联系和作用，因为携带有机物质的沉积物通过俯冲作用，在巨大的地质时间尺度上被推到地下。

上图：富含碳酸盐的金伯利岩薄片。

这项新的研究观察了稀有的、充满钻石的火山岩石金伯利岩。当它们被推到地表时，它们告诉我们地幔深处发生了什么，研究人员测量了来自世界各地60个地点的144个样本的碳组成。

地质学家普遍认为，钻石内部的碳元素在数亿年的时间尺度上变化不大。

然而，研究人员在这里发现，大约在2.5亿年前，特定碳同位素的比例发生了变化，大约是寒武纪大爆发的沉积物被折叠到地幔的时间。这是一种潜在的转变，在生物圈的质量和多样性不断增加的时候，碳循环发生了巨大的变化。

研究人员表示：“这些观察结果表明，地球表面的生物地球化学过程对深层地幔有深远的影响，揭示了深层和浅层碳循环之间的整体联系。”

近地表和地下深处的碳循环之间的这种联系并不容易测量，事实上，在地球存在的数十亿年里，它已经发生了显著的变化，而不是保持不变。

不过，被困在沉积物中的死亡生物是通过板块构造进入地幔的，这一点似乎是很清楚的。在最终通过火山喷发等事件再次到达地表之前，它们的碳仍与其他物质混合在一起。

通过对样品中锶和碲的进一步观察，证实了这种联系。它们与碳模式相匹配，缩小了这些岩石成分被改变的可能性。

瑞士苏黎世联邦理工学院的地球化学家安德里亚·朱利安尼说：“这意味着碳的特征不能用消气等其他过程来解释，否则锶和铪的同位素将不会与碳的同位素相关联。”

从技术上讲，我们在这里处理的是沉积俯冲通量，而这些碳循环细节对于了解地球上正在发生的事情是很重要的 —— 尤其是在气候危机的影响持续存在的情况下。

新的研究继续揭示更多关于碳是如何从大气中被吸收和释放回大气中的，特别是通过组成地球表面的构造板块的不断循环。

科学家们知道，相对而言，只有少量的沉积物通过俯冲带被推入地幔深处，这意味着寒武纪大爆发的痕迹一定是直接到达地幔深处的。

地球化学家安德里亚·朱利安尼表示：“这证实了地幔中俯冲的岩石物质不是均匀分布的，而是沿着特定的轨迹移动的。地球是一个非常复杂的整体系统。现在我们想更详细地了解这个系统。”