在阿拉斯加深海底部发现的红色美杜莎。图片来源：Hidden Ocean 2005/NOAA

大陆运动能够节流海洋氧气。

一个以前被忽视的因素 – 大陆的位置 – 有助于用支持生命的氧气填充地球的海洋。大陆运动最终可能会产生相反的效果，杀死大多数深海生物。

“大陆漂移似乎如此缓慢，就像没有剧烈的东西可以来自它，但是当海洋准备好时，即使是一个看似微小的事件也可能引发海洋生物的广泛死亡，”加州大学河滨分校地质学家Andy Ridgwell说。Ridgwell是一项关于影响海洋氧气的力的新研究的合著者。

当海洋表面的水接近北极或南极时，它变得更冷，更密集，然后下沉。当水下沉时，它会将来自地球大气层的氧气输送到海底。

图片来源：Greg McFall，NOAA

在夏威夷附近Papahānaumokuākea海洋国家纪念碑的珍珠和爱马仕环礁的深礁上钓鱼。

最终，回流将沉没的有机物释放的营养物质带回海洋表面，在那里它推动了浮游生物的生长。今天的海洋具有令人难以置信的鱼类和其他动物的多样性，这些鱼类和其他动物得到了低深度不间断的氧气供应和地表产生的有机物的支持。

新的研究发现，这种氧气和营养物质的循环可以突然结束。使用复杂的计算机模型，科学家们研究了大陆板块的位置是否会影响海洋如何移动氧气。他们惊讶地发现它确实如此。

由加州大学河滨分校的研究人员领导的这一发现在《自然》杂志上有详细介绍。它于今天发布（2022年8月17日）。

佛罗里达群岛附近休息的气球鱼。图片来源：OAR/国家海底研究计划（NURP）;缅因大学

“数百万年前，在海洋中的动物生命开始后不久，整个全球海洋环流似乎周期性地关闭，”Ridgwell说。“我们没想到大陆的运动会导致地表水和氧气停止下沉，并可能极大地影响地球上生命进化的方式。

到目前为止，用于研究过去5.4亿年海洋氧气演变的模型相对简单，没有考虑海洋环流。在这些模型中，海洋缺氧 – 海洋氧气消失的时间 – 意味着大气中氧气浓度的下降。

“科学家以前认为，海洋中氧气水平的变化主要反映了大气中的类似波动，”该研究的第一作者，前UCR古气候建模师亚历山大·波尔（Alexandre Pohl）说，他现在在法国勃艮第弗朗什孔泰大学。

图片来源：史密森尼学会

史密森尼学会展出的古代埃迪卡拉纪元时期海洋生物的西洋镜。

这项研究首次使用了一个模型，其中海洋以三维形式表示，并且其中洋流被解释。根据结果，全球水循环的崩溃导致上下深度的氧气水平之间的明显分离。

这种分离意味着整个海底，除了靠近海岸的浅水区，在数千万年内完全失去了氧气，直到大约4.4亿年前的志留纪开始时。

“循环坍塌将是对任何不能游向更靠近表面的东西以及大气中仍然存在的生命氧气的死刑判决，”Ridgwell说。深海生物包括奇异的鱼，巨型蠕虫和甲壳类动物，鱿鱼，海绵等。

这篇论文没有说明地球是否或何时可能期望在未来发生类似的事件。事实上，很难确定何时可能发生坍塌，或者是什么触发了它。然而，现有的气候模型证实，全球变暖加剧将削弱海洋环流，一些模型甚至预测从北大西洋开始的环流分支最终会崩溃。

“我们需要一个更高分辨率的气候模型来预测大规模灭绝事件，”Ridgwell说。“也就是说，我们今天确实已经对北大西洋的水循环感到担忧，并且有证据表明水流到深处正在下降。

从理论上讲，异常温暖的夏天或悬崖的侵蚀可能会引发一连串的过程，颠覆今天出现的生活，Ridgwell说。

“你可能会认为海洋表面，你可能冲浪或航行的地方，是所有行动的地方。但在下面，海洋正在不知疲倦地工作，为黑暗深处的动物提供重要的氧气，“Ridgwell说。

“海洋允许生命繁茂，但它可以再次夺走生命。没有什么可以排除这一点，因为大陆板块继续移动。