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【现代快报】4.36亿年前海洋生物如何保持“社交距离”？珍贵化石还原其生存状态人际交往中维持心理安全边界被称为“社交距离”，你是否想过，在数亿年前的海洋中，一群看似无法移动的生物，竟然也懂得保持社交距离？近日，我国科学家对距今约4.36亿年前的腕足动物化石居群展开深入研究，首次揭示这些远古海洋底栖生物如何巧妙利用身体上的微小结构——刚毛，来维持彼此间的"社交距离"，形成井然有序的生存格局。成果于2025年7月21日发表在《美国国家科学院院刊》。人际交往中维持心理安全边界被称为“社交距离”，你是否想过，在数亿年前的海洋中，一群看似无法移动的生物，竟然也懂得保持社交距离？近日，我国科学家对距今约4.36亿年前的腕足动物化石居群展开深入研究，首次揭示这些远古海洋底栖生物如何巧妙利用身体上的微小结构——刚毛，来维持彼此间的"社交距离"，形成井然有序的生存格局。成果于2025年7月21日发表在《美国国家科学院院刊》。多种技术清晰还原遮隐核螺贝刚毛局部放大结构比发丝更细的刚毛结构，被化石完美保存腕足动物是古生代海洋中的优势类群，本次研究聚焦的是志留纪早期腕足动物“遮隐核螺贝”，化石发现于贵州桐梓、仁怀地区。中国科学院南京地质古生物研究所研究员黄冰与中国科学院院士、南京古生物所研究员戎嘉余对其展开深入研究，原位埋藏的化石标本完整保留了它们生命最后时刻的真实状态，为科学家打开了一扇观察远古生物群落的珍贵窗口。遮隐核螺贝的基于化石标本复原的单个个体及其边缘的刚毛(A)，及居群生活状态的生态复原图(B)刚毛是其外套膜边缘生长的细长、柔韧的毛状结构，在化石中极难保存。人的头发直径大约是70微米，而本次研究的遮隐核螺贝外套膜边缘刚毛，直径大约是20微米。化石经历了数亿年的漫长埋藏，刚毛结构是如何保存下来的，研究人员又是如何辨认这样的细微结构？研究人员综合运用了扫描电镜、X射线荧光光谱和显微CT等多种现代分析技术，不仅清晰重构了刚毛的精细形态，还证实了其中一种独特的保存机制：即刚毛先是在缺氧环境下迅速黄铁矿化，继而在弱酸性条件中被钙质外壳包覆，阻止压实与氧化，因而即便黄铁矿后期转为氧化铁，化石仍能完整保留刚毛的微观形态。保持距离，遮隐核螺贝才能“愉快干饭”在确证了这些精微结构后，研究人员将目光投向了整个居群的布局，这些腕足动物的分布并非随机杂乱，而是呈现出一种统计学上显著的、类似棋盘的非随机、均匀分布模式。这种“棋盘状”布局暗示着个体之间存在一种间距调节机制。这种精准的“排兵布阵”是如何实现的？研究人员通过分析发现，化石居群中个体之间的平均距离与它们保存完好的刚毛长度之间存在着明确的定量关系，这个间距大约是刚毛长度的1.5—2倍。这种在看似固着不动的生物中发生的位置微调并非没有先例，例如现代藤壶在固着后仍能进行极其缓慢的迁移以优化生存空间。遮隐核螺贝保存于矿化层下的刚毛形态研究推测，遮隐核螺贝虽然具有光滑的盘状外壳和无肉茎的特征，但可能具备毫米级缓慢滑动的能力。它们可能凭借自身极其微弱的活动能力，或是借助微弱水流等外力实现极为缓慢的移动。当个体间距过近，其伸展的刚毛便会与邻居接触，这种持续的物理接触，经过长时间的累积，最终促使整个居群达到一个互不干扰、空间利用最优化的稳定构型。这对于滤食性生物至关重要，能最大限度地避免彼此的摄食水流相互干扰。此项研究首次将一种精微的解剖学结构（刚毛）与统计学上显著的居群空间格局直接联系起来，为“生物间的相互作用如何塑造居群结构”这一古生态学核心问题提供了直接的化石证据。这表明，远古居群的形成并不仅仅受制于被动的环境因素或幼虫的随机固着，生物个体间由其形态结构引起的相互作用，同样是至关重要的因素。这一发现不仅加深了人类对古生代海洋生态系统复杂性的理解，也凸显了那些看似微不足道的特征在生命演化长河中可能产生的重要生态影响。现代快报/现代+记者 是钟寅（图源 南古所提供）编辑：陈海静校对：张静超2025-07-22 -
【科学网】“微不足道”的刚毛与4.36亿年前的“社交距离”近日，中国科学院南京地质古生物研究所（下称南京古生物所）研究员黄冰与中国科学院院士、南京古生物所研究员戎嘉余，针对在中国贵州桐梓、仁怀地区发现的约4.36亿年前的志留纪早期腕足动物化石居群展开了深入研究，首次揭示了这些远古海洋底栖生物如何巧妙利用身体上的微小结构——刚毛，来维持彼此间的“社交距离”，形成井然有序的生存格局。在人类社会中，保持适当的社交距离不仅能有效控制疫情传播，也是优化公共空间、减少摩擦的准则。但在数亿年前的古老海洋中，一群看似无法移动的生物，竟然也懂得利用自身的“装备”来主动维持个体间的距离？近日，中国科学院南京地质古生物研究所（下称南京古生物所）研究员黄冰与中国科学院院士、南京古生物所研究员戎嘉余，针对在中国贵州桐梓、仁怀地区发现的约4.36亿年前的志留纪早期腕足动物化石居群展开了深入研究，首次揭示了这些远古海洋底栖生物如何巧妙利用身体上的微小结构——刚毛，来维持彼此间的“社交距离”，形成井然有序的生存格局。关于远古生物如何通过自身结构调控个体间距，该研究也为这一古生态学问题提供了直接证据。相关成果7月22日发表在美国《国家科学院院刊》（PNAS）。腕足动物是古生代海洋中的优势类群，本次研究聚焦的是一种名为遮隐核螺贝（Nucleospira calypta）的无窗贝类腕足动物。该研究中原位埋藏的化石标本完整保留了它们生命最后时刻的真实状态，为科学家打开了一扇观察远古生物群落的珍贵窗口。刚毛是其外套膜边缘生长的细长、柔韧的毛状结构，在化石中极难保存，尤其是在寒武纪之后的漫长地质历史中更是凤毛麟角。此次研究标本还罕见地保存了腕足动物外套膜边缘的刚毛结构。研究人员综合运用了扫描电镜、X射线荧光光谱和显微CT等多种现代分析技术，不仅清晰重构了这些直径约20微米的刚毛的精细形态，还证实了其中一种独特的保存机制：即刚毛先是在缺氧环境下迅速黄铁矿化，继而在弱酸性条件中被钙质外壳包覆，阻止压实与氧化，因而即便黄铁矿后期转为氧化铁仍能完整保留其微观形态。在确证了这些精微结构后，研究人员将目光投向了整个居群的布局。通过运用最近邻分析和泰森多边形等空间点格局分析方法，他们发现这些腕足动物的分布并非随机杂乱，而是呈现出一种统计学上显著的、类似棋盘的非随机、均匀分布模式。这种“棋盘状”布局暗示着个体之间存在一种间距调节机制。那么，这精准的“排兵布阵”是如何实现的？研究人员通过分析发现，化石居群中个体之间的平均距离与它们保存完好的刚毛长度之间存在着明确的定量关系，这个间距大约是刚毛长度的1.5～2倍。在看似固着不动的生物中发生的位置微调，并非没有先例，例如现代藤壶在固着后，仍能进行极其缓慢的迁移以优化生存空间。因而研究人员推测，遮隐核螺贝光滑的盘状外壳和无肉茎的特征，使其具备了在外力（如微弱水流）或自身极其微弱的活动下发生毫米级缓慢滑动的可能。当个体间距过近，其伸展的刚毛便会与邻居接触，这种持续的物理接触，经过长时间的累积，最终促使整个居群达到一个互不干扰、空间利用最优化的稳定构型。这对于滤食性生物至关重要，能最大限度地避免彼此的摄食水流相互干扰。此项研究首次将精微的解剖学结构刚毛，与统计学上显著的居群空间格局直接联系起来，为“生物间的相互作用如何塑造居群结构”这一古生态学核心问题提供了直接的化石证据。它表明，远古居群的形成并不仅仅受制于被动的环境因素或幼虫的随机固着，生物个体间由其形态结构引起的相互作用同样扮演了至关重要的角色。这一发现不仅加深了研究人员对古生代海洋生态系统复杂性的理解，也凸显了那些看似微不足道的特征，在生命演化长河中可能产生的重要生态影响。相关论文信息：https://doi.org/10.1073/pnas.2509354122.遮隐核螺贝的基于化石标本复原的单个个体及其边缘的刚毛(A)，及居群生活状态的生态复原图(B)。课题组供图2025-07-22
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【新京报】4亿年前海洋底栖生物如何保持精准“社交距离”？化石给出答案新京报讯（记者张璐）记者7月22日从中国科学院南京地质古生物研究所获悉，该所科研人员对约4.36亿年前的志留纪早期腕足动物化石居群展开研究，首次揭示了这些远古海洋底栖生物如何巧妙利用身体上的微小结构——刚毛，来维持彼此间的“社交距离”，形成井然有序的生存格局。相关成果于2025年7月21日发表在《美国国家科学院院刊》（PNAS）。新京报讯（记者张璐）记者7月22日从中国科学院南京地质古生物研究所获悉，该所科研人员对约4.36亿年前的志留纪早期腕足动物化石居群展开研究，首次揭示了这些远古海洋底栖生物如何巧妙利用身体上的微小结构——刚毛，来维持彼此间的“社交距离”，形成井然有序的生存格局。相关成果于2025年7月21日发表在《美国国家科学院院刊》（PNAS）。在人类社会中，保持适当的社交距离不仅能有效控制疾病传播，也能优化公共空间、减少摩擦。在数亿年前的古老海洋中，一群看似无法移动的生物，也懂得利用自身的“装备”来主动维持个体间的距离。据中国科学院南京地质古生物研究所研究员黄冰介绍，腕足动物是古生代海洋中的优势类群，本次研究聚焦的是一种名为Nucleospira calypta（遮隐核螺贝）的无窗贝类腕足动物。该研究中原位埋藏的化石标本完整保留了它们生命最后时刻的真实状态，为科学家打开了一扇观察远古生物群落的珍贵窗口。刚毛是腕足动物外套膜边缘生长的细长、柔韧的毛状结构，在化石中极难保存，尤其是在寒武纪之后的漫长地质历史中更是凤毛麟角。此次研究标本罕见地保存了腕足动物外套膜边缘的刚毛结构。研究人员发现，这些腕足动物的分布并非随机杂乱，而是呈现出一种统计学上显著的、类似棋盘的布局，暗示着个体之间存在一种间距调节机制。这种精准的“排兵布阵”是如何实现的？研究人员通过分析发现，化石居群中个体之间的平均距离与它们保存完好的刚毛长度之间存在着明确的定量关系，这个间距大约是刚毛长度的1.5—2倍。基于化石标本复原的Nucleospira calypta单个个体及其边缘的刚毛(A)，及居群生活状态的生态复原图(B)。中国科学院南京地质古生物研究所供图这种在看似固着不动的生物中发生的位置微调并非没有先例，例如现代藤壶在固着后仍能进行极其缓慢的迁移以优化生存空间。研究推测，遮隐核螺贝光滑的盘状外壳和无肉茎的特征，使其具备了在外力（如微弱水流）或自身极其微弱的活动下发生毫米级缓慢滑动的可能。当个体间距过近，其伸展的刚毛便会与邻居接触，这种持续的物理接触，经过长时间的累积，最终促使整个居群达到一个互不干扰、空间利用最优化的稳定构型。这对于滤食性生物至关重要，能最大限度地避免彼此的摄食水流相互干扰。编辑 张磊校对 柳宝庆2025-07-22
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【南京日报】南古所科学家在全球首次发现 4.36亿年前的海洋生物也懂“社交距离”本报讯（记者 张安琪） 你喜欢热闹的抱团取暖，还是自在的独居生活？中国科学院南京地质古生物研究所（以下简称：“南古所”）科研人员发现，除了人类，在数亿年前的古老海洋中，一群看似无法移动的生物，竟也懂得利用自身“装备”来主动维持个体间的距离。相关研究成果于2025年7月21日发表在《美国国家科学院院刊》（PNAS）。该早期腕足动物的基于化石标本复原的单个个体及其边缘的刚毛（A），及居群生活状态的生态复原图（B）。 受访者供图本报讯（记者 张安琪） 你喜欢热闹的抱团取暖，还是自在的独居生活？中国科学院南京地质古生物研究所（以下简称：“南古所”）科研人员发现，除了人类，在数亿年前的古老海洋中，一群看似无法移动的生物，竟也懂得利用自身“装备”来主动维持个体间的距离。相关研究成果于2025年7月21日发表在《美国国家科学院院刊》（PNAS）。 它们是约4.36亿年前的志留纪早期腕足动物，生活在我国贵州桐梓、仁怀地区。南古所研究员黄冰与中国科学院院士、南古所研究员戎嘉余对其化石居群展开了深入研究，并在全球首次发现，这些远古海洋底栖生物巧妙利用身体上的微小结构——刚毛，来维持彼此间的“社交距离”，形成井然有序的生存格局。研究也为“远古生物如何通过自身结构调控个体间距”这一古生态学问题提供了直接的化石证据。 刚毛是腕足动物外套膜边缘生长的细长、柔韧的毛状结构，在化石中极难保存，尤其是在寒武纪之后的漫长地质历史中更是凤毛麟角。此次研究标本却罕见地保存了腕足动物外套膜边缘的刚毛结构。 “这些刚毛结构直径只有20微米，之所以能保存下来，是因为先在缺氧环境下迅速黄铁矿化，后又在弱酸性条件中被钙质外壳包覆，阻止了压实与氧化。我们综合运用多种现代分析技术，清晰重构了刚毛的精细形态并对整个居群的布局进行了分析。”黄冰介绍，他们发现这些腕足动物的分布并不是随机的，而是一种“棋盘状”布局，个体之间间距很均匀——个体间的平均距离都刚好约是刚毛长度的1.5—2倍。 这种明确的定量关系，指向个体之间是用刚毛来调节间距的。而这种在看似固着不动的生物中发生的位置微调机制，在现代藤壶中仍可以看到。研究团队据此推测，该早期腕足动物光滑的盘状外壳和无肉茎的特征，使其具备了在外力（如微弱水流）或自身极其微弱的活动下发生毫米级缓慢滑动的可能。当个体间距过近，其伸展的刚毛便会与邻居接触，促使彼此调整距离，最终使整个居群达到一个互不干扰、空间利用最优化的稳定构型。 “这对于滤食性生物至关重要，能最大限度地避免彼此的摄食水流相互干扰。”黄冰表示。 此项研究得到了国家自然科学基金委面上项目的支持。2025-07-22 -
【央视新闻】4.36亿年前的海洋生物如何精准调控“社交距离”？科学家有新发现近日，中国科学院南京地质古生物研究所黄冰研究员与戎嘉余研究员针对在中国贵州桐梓、仁怀地区发现的约4.36亿年前的志留纪早期腕足动物化石居群展开了深入研究，首次揭示了这些远古海洋底栖生物如何巧妙利用身体上的微小结构——刚毛，来维持彼此间的“社交距离”，形成井然有序的生存格局；研究也为“远古生物如何通过自身结构调控个体间距”这一古生态学问题提供了直接证据。该研究成果于2025年7月21日在《美国国家科学院院刊》（PNAS）发表。在人类社会中，保持适当的社交距离是优化公共空间、减少摩擦的准则。但你是否想过，在数亿年前的古老海洋中，一群看似无法移动的生物，竟然也懂得利用自身的“装备”来主动维持个体间的距离？近日，中国科学院南京地质古生物研究所黄冰研究员与戎嘉余研究员针对在中国贵州桐梓、仁怀地区发现的约4.36亿年前的志留纪早期腕足动物化石居群展开了深入研究，首次揭示了这些远古海洋底栖生物如何巧妙利用身体上的微小结构——刚毛，来维持彼此间的“社交距离”，形成井然有序的生存格局；研究也为“远古生物如何通过自身结构调控个体间距”这一古生态学问题提供了直接证据。该研究成果于2025年7月21日在《美国国家科学院院刊》（PNAS）发表。△腕足动物遮隐核螺贝（Nucleospira calypta）及其由氧化铁保存的刚毛，腹壳内模及局部放大示刚毛（A-D），及其扫描电镜（SEM）与能谱（EDS）分析（E-H）。腕足动物是古生代海洋中的优势类群，本次研究聚焦的是一种名为遮隐核螺贝（Nucleospira calypta）的无窗贝类腕足动物。该研究中原位埋藏的化石标本完整保留了它们生命最后时刻的真实状态，为科学家打开了一扇观察远古生物群落的珍贵窗口。△遮隐核螺贝（Nucleospira calypta）保存于矿化层下的刚毛形态（A-F），及其显微结构（F-H）与Mircro-CT三维重建（I-K）。刚毛是其外套膜边缘生长的细长、柔韧的毛状结构，在化石中极难保存，尤其是在寒武纪之后的漫长地质历史中更是凤毛麟角。此次研究标本还罕见地保存了腕足动物外套膜边缘的刚毛结构。研究人员综合运用了扫描电镜、X射线荧光光谱等多种现代分析技术，不仅清晰重构了这些直径约20微米的刚毛的精细形态，还证实了其中一种独特的保存机制：即刚毛先是在缺氧环境下迅速黄铁矿化，继而在弱酸性条件中被钙质外壳包覆，阻止压实与氧化，因而即便黄铁矿后期转为氧化铁仍能完整保留其微观形态。△ 遮隐核螺贝（Nucleospira calypta）的基于化石标本复原的单个个体及其边缘的刚毛（A），及居群生活状态的生态复原图（B）。在确证了这些精微结构后，研究人员将目光投向了整个居群的布局。通过分析，他们发现这些腕足动物的分布并非随机杂乱，而是呈现出一种统计学上显著的、类似棋盘的非随机、均匀分布模式。这种“棋盘状”布局暗示着个体之间存在一种机制。这种精准的间距调节是如何实现的？研究人员通过分析发现，化石居群中个体之间的平均距离与它们保存完好的刚毛长度之间存在着明确的定量关系，这个间距大约是刚毛长度的1.5—2倍。这种在看似固着不动的生物中发生的位置微调并非没有先例，例如现代藤壶在固着后仍能进行极其缓慢的迁移以优化生存空间。因而研究推测，遮隐核螺贝光滑的盘状外壳和无肉茎的特征，使其具备了在外力（如微弱水流）或自身极其微弱的活动下发生毫米级缓慢滑动的可能。当个体间距过近，其伸展的刚毛便会与邻居接触，这种持续的物理接触，经过长时间的累积，最终促使整个居群达到一个互不干扰、空间利用最优化的稳定构型。这对于滤食性生物至关重要，能最大限度地避免彼此的摄食水流相互干扰。此项研究首次将一种精微的解剖学结构（刚毛）与一个统计学上显著的居群空间格局直接联系起来，为“生物间的相互作用如何塑造居群结构”这一古生态学核心问题提供了直接的化石证据。它表明，远古居群的形成并不仅仅受制于被动的环境因素或幼虫的随机固着，生物个体间由其形态结构引起的相互作用同样扮演了至关重要的角色。这一发现不仅加深了我们对古生代海洋生态系统复杂性的理解，也凸显了那些看似微不足道的特征在生命演化长河中可能产生的重要生态影响。（总台央视记者 帅俊全 褚尔嘉）©2025中央广播电视总台版权所有。未经许可，请勿转载使用。2025-07-22 -
【央视新闻】这份来自1.8亿年前的关键证据 揭示了远古气候变化奥秘太阳系行星运动的稳定性问题一直困扰着天文学家。近日，中国科学院南京地质古生物研究所联合国际团队在新疆准噶尔盆地取得重大突破，通过研究1.8亿年前的湖泊沉积记录，首次揭示了太阳系混沌行为影响地球气候的关键证据。这项研究不仅揭示了远古气候变化的奥秘，更为理解当代气候变化提供了新的科学视角。相关成果北京时间7月1日在《美国国家科学院院刊》（PNAS）发表。△科研人员在准噶尔盆地郝家沟剖面三工河组工作研究团队通过高分辨率的天文旋回地层学、沉积学等多学科研究，在准噶尔盆地三工河组地层中发现了令人振奋的证据。他们首次将著名的Jenkyns全球变暖事件（约1.8亿年前）与火星-地球轨道周期变化联系起来。研究发现，现今火星与地球的引力共振周期约为240万年，但在1.8亿年前的早侏罗世，该周期缩短至160万年。这种周期性变化通过调控地表日照量，直接影响着全球气候变化。特别值得注意的是，当时准噶尔盆地气候干旱炎热，大量耐旱孢粉化石的发现表明，超级火山喷发可能放大了轨道周期对气候的影响。与深海记录相比，准噶尔盆地的浅水沉积展现出了独特的科学价值。研究显示，这些浅水沉积更真实地反映了当时碳循环的本质特征，为研究古气候提供了新的窗口。总体来看，这项科学研究深化了科学家们对太阳系混沌行为的认识，也为预测未来气候变化提供了宝贵的科学依据。总台央视记者 帅俊全 褚尔嘉2025-07-03
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【中国新闻社】科学家揭示1.8亿年前太阳系混沌行为对地球的影响中新社南京7月1日电 (记者 徐珊珊)据中国科学院南京地质古生物研究所7月1日消息，该所科研人员领导的国际团队通过对准噶尔盆地一处沉积地层开展多学科综合研究，首次发现1.8亿年前的全球快速升温、大洋缺氧事件与火星-地球超长偏心率吻合，揭示太阳系混沌行为对地球碳循环与气候的影响。相关研究成果于当天在线发表于国际学术期刊《美国科学院院报》上。太阳系的动力学稳定性是天文学研究的核心问题之一。行星间的引力共振导致太阳系呈现混沌特性，微小的初始条件差异即可引发轨道不可预测的“蝴蝶效应”。尽管依靠现代超级计算机和高精度的数值模型，天文学家能够预测6000万年内的行星轨道演化，但要突破这一时间限制，必须依靠地质记录的反演研究。地球轨道参数包括偏心率、岁差等数值，均受到太阳系内行星引力相互作用影响，呈现周期性变化。其中，火星与地球的引力作用导致的超长偏心率周期，极易受到太阳系混沌行为的影响，周期值变化可达数百万年。这些地球轨道参数变化通过调控地表日照量，直接影响全球气候变化，并在沉积地层中留下记录。因此，通过分析沉积记录中的火星-地球超长偏心率周期变化，可以反演深时太阳系的混沌行为。在晚三叠世至早侏罗世，准噶尔盆地是一个大型浅水湖泊系统。研究人员对该地区三工河组地层开展研究，发现该地层中有机质主要由陆地高等植物组成，而有机碳同位素波动的主要控制因素则是大气中二氧化碳的碳同位素变化。进一步的研究数据表明，火星-地球超长偏心率周期在中生代早期经历了显著变化，为深时太阳系混沌行为提供了关键证据。据科研人员介绍，本次研究成果有助于揭示深时全球变暖事件的机制和过程，进而深化人类对未来气候变化的理解。(完)2025-07-03
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【现代快报】火星引力扰动，导致地球碳循环波动？1.8亿年前地层揭秘真相近日，中国科学院南京地质古生物研究所领衔的研究团队发布成果，通过对准噶尔盆地的一处沉积地层开展多学科综合研究，揭示了中生代早期强烈的火星-地球超长偏心率变化，为约束深时太阳系混沌行为提供了关键证据。研究首次发现1.8亿年前的全球快速升温、海洋大缺氧与火星-地球超长偏心率吻合，该成果对人类推演未来气候变化提供重要参考。天文解决方案中的火星-地球超长偏心率周期与地质记录对比天文学超级难题从远古地层“挖出答案”刘慈欣的科幻小说《三体》中，有个让人印象深刻的情节，“三体问题”让外星人饱受苦难，他们始终无法找到3颗太阳的运行规律，造成多次文明毁灭。可在现实中，三体问题只是“N体问题”的起步。就以太阳系中的星球为例，各行星不仅受到太阳引力影响，绕着太阳公转，还因行星间的引力共振导致太阳系呈现混沌特性，微小的初始条件差异即可引发轨道不可预测的“蝴蝶效应”。尽管依靠现代超级计算机和高精度的数值模型，天文学家能够预测6000万年内的行星轨道演化，但突破这一时间限制，必须依靠地质记录的反演研究。地球轨道参数包括偏心率、岁差和斜率等数值，均受到太阳系内行星引力相互作用影响，呈现周期性变化。其中，火星与地球的引力作用导致的超长偏心率周期，极易受到太阳系混沌行为的影响，周期值变化可达数百万年。这些地球轨道参数变化通过调控地表日照量，直接影响全球气候变化，并在沉积地层中留下记录。因此，通过分析沉积记录中的火星-地球超长偏心率周期变化，可以反演深时太阳系的混沌行为。 现今和早侏罗世准噶尔盆地位置图近日，中国科学院南京地质古生物研究所副研究员房亚男、研究员沙金庚、研究员张海春、研究员王博与美国哥伦比亚大学教授Paul Olsen等国内外同行，通过对准噶尔盆地早侏罗世晚期三工河组陆相沉积地层开展高分辨率的天文旋回地层学、沉积学、地球化学和孢粉学等多学科综合研究，揭示了中生代早期强烈的火星-地球超长偏心率变化，为约束深时太阳系混沌行为提供了关键证据，研究首次发现Jenkyns事件与火星-地球超长偏心率吻合。Jenkyns事件也被称为托阿尔期大洋缺氧事件，这是一次发生在约1.8亿年前的全球性气候扰动，此时全球快速升温，不少生物因此灭绝。通过研究，科学家注意到，Jenkyns期间全球变暖可能放大了海洋或深水湖泊环境中超长偏心率调制的碳波动。相关成果于北京时间7月1日在线发表于国际著名综合期刊《美国科学院院报》（PNAS）上。 准噶尔盆地郝家沟剖面三工河组野外工作照片1.8亿年前的浅水湖泊，反映当时碳循环的本质状态如今的准噶尔盆地以干旱戈壁为主，然而在晚三叠世至早侏罗世，这里是一个大型浅水湖泊系统，位于潘吉亚超级大陆高纬度地区。这里发育完整的中新生代陆相沉积记录，为反演深时太阳系的混沌行为提供了珍贵资料。研究人员对该地区三工河组地层开展系统剖析，发现该地层中有机质主要由陆地高等植物组成，而有机碳同位素波动的主要控制因素，则是大气中二氧化碳碳的同位素变化。 有机碳同位素（F）及相应的160万年火星-地球超长偏心率和40万年木星-金星长偏心率滤波进一步的天文旋回地层学分析表明，三工河组有机碳同位素中记录了160万年的火星-地球超长偏心率周期。这一周期通过调控全球可交换碳库，驱动大气中二氧化碳碳同位素组成周期性波动，最后被陆地高等植物记录下来。结合已识别出的晚三叠世180万年和早侏罗世早期240万年周期，显示火星-地球超长偏心率周期在中生代早期经历了显著变化，为深时太阳系混沌行为提供了关键证据。研究发现，三工河组Jenkyns事件正好对应一个160万年超长偏心率周期引起的碳同位素负偏期，但其表现出的有机碳同位素波动远低于传统海洋或深湖记录中的异常值，只是多个超长偏心率周期引起的全球碳波动中的一个。这一现象表明，Jenkyns事件期间，全球变暖可能放大了海洋或深水湖泊环境中超长偏心率调制的碳波动，而处于浅水环境的准噶尔盆地，可能更加真实地反映了当时碳循环的本质状态。该研究为限定深时太阳系混沌行为，过滤有效的天文解决方案，有助于揭示深时全球变暖事件的机制和过程，进而深化人类对未来气候变化的理解。现代快报/现代+记者 是钟寅2025-07-03
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【中国科学报】冰室气候+高氧环境，全球变暖仍可致海洋缺氧科学研究发现，人类当前所处的冰室气候和高氧化环境与晚古生代大冰期相近，全球变暖依然可能导致广泛的海洋缺氧。这项由中国科学院南京地质古生物研究所研究员陈吉涛领衔的国际团队发现的成果，6月24日发表于美国《国家科学院院刊》（PNAS），并被选为当期亮点文章。距今3.6亿～2.6亿年的晚古生代大冰期，是地球自陆生高等植物及陆地生态系统建立以来持续时间最长的冰室气候时期。该时期的大气二氧化碳水平跨越了从工业革命前的水平到未来高碳排放情景预期的范围（180～700 ppmv），而大气中的氧气水平则达到整个地球历史的峰值，约为当前大气氧气含量的1.2～1.7倍。这种异常高氧环境可能与海洋、陆地动物的巨型化现象息息相关，也可能是触发从石炭纪中期至二叠纪早期海洋生物大辐射事件的一个原因。尽管地质记录、生物化石证据以及生物地球化学模型重建均支持当时大气含氧量升高，但关于高氧大气与冰室气候下海洋氧化还原环境是如何演化，仍然缺乏直接证据。研究团队对华南板块贵州罗甸盆地，3.1亿～2.9亿年前的碳酸盐岩沉积序列开展了高时间分辨率的铀同位素（238U/235U）研究。他们结合该研究时段的碳同位素和大气二氧化碳浓度数据以及火山活动、植被演化等地质事件，利用生物地球化学循环模型等，综合探讨了该时段的全球碳循环与海洋氧化还原状态。研究发现，尽管研究时段为晚古生代大冰期的高峰期，也是显生宙的大气氧含量峰值期，但铀同位素比值多次显著下降，表明海底缺氧面积反复扩大。值得注意的是，每次铀同位素比值下降均与大气二氧化碳浓度的快速上升及碳同位素的负漂同时发生。研究人员利用耦合贝叶斯反演的碳—磷—铀生物地球化学循环模型，定量模拟了在晚古生代冰室气候下的海洋缺氧、碳循环和气候的演变过程。结果显示，在整个研究时段，海洋中有机碳埋藏的增加，可能导致大气二氧化碳浓度下降和氧气浓度上升。然而，尽管此时大气—海洋整体氧化水平很高，但间歇性的巨量碳排放，也可以引起重复发生的气候变暖和海底缺氧，导致全球海洋缺氧面积扩张至4%～12%，甚至可能导致海洋生物多样性停滞或下降。这项研究的意义在于，正如晚古生代大冰期一样，我们在当前的冰室气候和高氧化状态下，全球变暖依然可能会导致广泛的海洋缺氧。这一发现有助于我们更好地理解地球气候系统内部的关联与反馈机制，为预测当前全球变暖背景下海洋环境的变化趋势具有重要参考价值。相关论文信息：https://doi.org/10.1073/pnas.24205051222025-06-25