初级生产力的地质历史
Peter W Crockford1, Yinon M Bar On2, Luce M Ward3
1Department of Earth Sciences, Carleton University, Ottawa, ON K1S 5B6, Canada; Department of Earth and Planetary Sciences, Weizmann Institute of Science, 7610001 Rehovot, Israel; Department of Marine Chemistry and Geochemistry, Woods Hole Oceanographic Institution, Woods Hole, MA 02543, USA.
对于地球生物地质化学循环至关重要的初级生产力,在历史上发生了重大变化. 这项研究估计了从生命起源到现在的累积碳固定和细胞计数,揭示了自营菌的优势和蓝藻细菌的关键作用.
科学领域:
- 生物地质化学生物地质化学
- 古生物学的古生物学.
- 进化生物学 进化生物学
背景情况:
- 初级生产力是地球生物地球化学循环和大气组成的关键驱动力.
- 现代总初级生产率 (GPP) 在海洋和陆地领域之间大致平衡,每年固定约2500亿碳.
- 了解从生命起源到现在的初级生产率的轨迹是一个重大的科学挑战.
研究的目的:
- 重建从生命起源到今天的初级生产力的历史.
- 在地质时间尺度上估计地球上累积的碳固定和总细胞生命.
- 调查自营菌与异营菌的相对丰富程度以及在地球历史上蓝藻菌的作用.
主要方法:
- 对不同地质时代的初级生产率现有数据的编制和综合.
- 从生命起源开始对累积碳固定 (GPP) 进行量化估计的开发.
- 估计了整个地球历史上的总细胞数和分类学贡献 (自营菌与异营菌,蓝藻菌).
主要成果:
- 自生命起源以来,估计累计的GPP约为~10^11-10^12 Gt C,超过地球的总碳库存约100倍.
- 据估计,到目前为止,地球上已经存在了1039-1040个细胞.
- 自营菌在地球历史上数量超过异营菌,蓝藻细菌可能代表了最丰富的单一群体.
结论:
- 初级生产力在塑造地球生物地球化学循环和生命进化方面发挥了巨大的作用.
- 生命的定量历史揭示了长期的主导地位的自营养有机体.
- 仍然存在大量的不确定性,特别是关于早期的原生态和大氧化事件,突出了未来研究的领域.
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