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氧是维系生命进行的主要元素,同时也是加速有机体消亡的关键。在漫长的地质历史中,地球的大气圈曾经发生了2次大气成氧事件,第yi次大气成氧事件发生在约2 400 Ma BP,在此之前太古宙大气圈基本无氧,直到2 400 ~2 200 Ma BP,大气含氧量首ci显著提升,但仍仅是现今氧气含量的百分之几的水平,并在此后的长时间内基本保持这种水平的含氧量[ 20];之后在900 ~540 Ma BP,大气含氧量再次跃升达到接近现的水平[ 20~ 24]。与大气成氧事件相对应,古海洋也发生过2次增氧事件,但由于巨厚水层的缓冲效应,大洋增氧明显滞后于大气增氧,而且其过程更为复杂[ 25, 26]。
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叠层石的衰减就像个难解的谜,至今这个谜题的答案还是不确定的。从已掌握的相关地球系统变化的研究来看,地史中的超大陆聚合、大气与海洋增氧、冰川事件以及全球性生物爆发或灭亡等全球变化,从区域范畴反映了一段地质历史时期所经历的地球动力机制激发下的极大规模的生物圈、水圈、大气圈的联合变化。不同阶段的全球变化在时空组合上激发的连锁反应造成相应时期的叠层石衰减。
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这种由甲烷厌氧氧化导致的碳酸盐沉淀作用一直持续到第二次大气增氧事件之后,在碳酸盐岩形成过程中占据主导地位。大洋的增氧,促进了甲烷厌氧氧化作用的盛行和造叠层石微生物群落的扩张,整体上也推动了叠层石从古元古到中元古达到形态多样性和丰度的{df}。在海洋含氧变革的初期,因甲烷厌氧氧化作用调节而导致的过度的或者贫乏的CaCO3沉淀都将扰乱叠层石中亮层和暗层的分布,从而制约叠层石的发育或者中断叠层石的生长。