南极洲以一块被冰掩埋的大陆而闻名。但在那些冰封的广阔区域之下，可能藏有证据，表明这里曾存在堪比如今喜马拉雅山的山脉，而它们深刻塑造了地球生命的轨迹。
2022年的先前研究提出，在大约6.5亿至4.5亿年前冈瓦纳超大陆聚合时，形成了巨大的山脉。
但一项新研究为这个故事增添了内容：研究发现，尽管那些山脉早已被侵蚀殆尽，但它们被埋藏的“根”以及它们剥落下来的沉积物，可能保存着关于其存在中一个极其重要方面的线索。
研究人员认为，那些山脉帮助创造了环境条件，使复杂的动物生命得以繁盛。
这个宏大想法来自最小的地质时间胶囊：锆石。
锆石晶体异常耐久，其化学组成和铀-铅年龄可以揭示生成它们的岩石在何时、何地形成。
由于南极洲超过99.5%的面积被冰覆盖，直接对其地质进行采样很困难。
于是，澳大利亚国立大学的两位地质学家转而研究被从该大陆带入海洋沉积物中的锆石，将1712颗新分析的颗粒与数千颗先前研究过的南极锆石结合起来。
他们发现，南极洲在6.5亿至4.5亿年前——即冈瓦纳正在聚合的时期——具有特别强烈的锆石年龄信号。
当把南极数据纳入一个全球数据库，并根据不同样品所代表的面积进行加权后，冈瓦纳信号成为该数据集中与超大陆相关的最大造山信号。
不过，这些锆石所暗示的，远比古老山脉更为宏大。
有些锆石带有与极高山脉深部根部相关的化学特征——在那里，岩石曾承受巨大压力。这些锆石在冈瓦纳记录中尤其丰富，支持了其中一些造山带确实达到喜马拉雅规模的观点。
研究人员认为，涉及如今被称为南极洲、印度、澳大利亚和卡拉哈里的陆块的碰撞，产生了喜马拉雅式的山脉。
当这些山脉隆起时，它们同时遭到侵蚀作用的破坏。
根据该论文，这种侵蚀会把巨量沉积物倾倒入周围海洋，可能形成“地质记录中最大的浊积扇系统”。
该扇体中较古老的一部分，如今可能本身就埋在南极冰层之下。
而这里，地质学可能变成了生物学。
侵蚀中的山脉不只产生沙和泥。它们会把磷和铁等营养物释放到海洋中。这些营养物可以刺激藻类和蓝细菌的初级生产——这些生物位于海洋食物网底部，并通过光合作用产生氧气。
但仅仅产生更多氧气还不够——要让大气中的氧气大幅上升，有机碳和其他还原性物质必须在与氧反应、把氧送回大气之前被埋藏起来。
冈瓦纳山脉可能恰好提供了做到这一点的机制。大量富含有机碳和黄铁矿的页岩被迅速而深深地埋藏。
因此，那些侵蚀中的山脉持续输送营养物，帮助提高了初级生产，增加了氧气产量；与此同时，有机碳和黄铁矿的快速埋藏又阻止了其中一些氧气被重新消耗。
这个平衡的系统提供了恰到好处的配料——氧气、食物，以及生物矿化骨骼所需的化学构件——让动物得以兴起。
这并不意味着南极山脉以某种方式导致了寒武纪大爆发（早古生代期间几乎所有动物生命起源的时期）。
事实上，作者明确没有提出这一主张。相反，他们认为，造山作用创造了有利的环境条件，帮助促进了动物生命的非凡多样化。
也存在重要的不确定性。
大气氧上升的时间和幅度，并不像研究人员希望的那样得到很好的约束；他们承认，其氧气计算并不能证明他们的假说。
他们还指出，早在约8亿年前就有与氧相关的化学变化的证据，而他们的模型无法完全解释。
但这些新证据支持了一个合理的故事：大陆碰撞，山脉隆起，山脉被侵蚀，营养物涌入海洋，碳被埋藏——数亿年后，动物多样化，进入一个越来越像我们今日世界的世界。
而在今天南极冰层之下的某处，那些山脉的古老山根可能仍在等待我们进一步挖掘。
该研究发表在《地球与行星科学通讯》上。
如果朋友们喜欢，敬请关注“知新了了”！
热门跟贴