地质学家用大峡谷寒武纪岩石的新见解重写教科书
GSA Today封面以大峡谷的寒武纪为特色。来源：GSA
（化石网cnfossil.com）据新墨西哥大学（Steve Carr）：自从我们的星球形成后不久，地球46亿年的历史就被单细胞生命所主导。大约5亿年前发生了一件戏剧性的事情，称为寒武纪“爆炸”，在此期间，岩石记录中保存了令人难以置信的生命形式多样性。这些化石包括进化成今天仍然存在的动物群（包括人类）的主要多样化动物群。
UNM研究人员和一个扩大的合作团队最近发表的一篇论文作为GSA Today 2024年11月号的主要科学文章，题为“大峡谷的寒武纪：经典地层模型的完善”。
犹他州立大学教授Carol Dehler说：“大峡谷的Tonto群拥有一个沉积层和化石宝库，记录了大约5亿年前的寒武纪大爆发，当时第一批有硬壳的动物迅速繁殖，海平面上升，用新兴的海洋生物包围了大陆。”。
Dehler是主要作者，UNM副教授兼古生物学家Fred Sundberg担任共同负责人，共同作者包括UNM杰出教授Karl Karlstrom和Laurie Crossey、丹佛自然与科学博物馆的James Hagadorn、博伊西州立大学的Mark Schmitz和内华达大学拉斯维加斯分校的Steve Rowland。
除了研究进展外，该论文还介绍了地球科学教育的进展，这些进展建立在50年前Eddy McKee在这些岩石上开发的经典海侵模型（跨大陆的海洋推进）的基础上。麦基模型，教给世界各地的许多地质学学生，假设沉积环境逐渐加深和逐渐变化。
卡尔斯特罗姆说：“我们对托托群沉积的新模型更加细致，显示了海洋和非海洋环境的混合，没有沉积沉积物时的断裂或不整合，以及更快的演化速度。”。“与以前相比，大峡谷的托托群仍然是世界上最重要的寒武纪类型的部分之一，因为它完全暴露在外。”
Hagadorn说：“我们的发现提醒我们，科学是一个过程。”。“我们在大峡谷的工作是世界上最著名和最受欢迎的景观之一，它以一种非常个人化的方式将人们与这门科学联系起来。”
一块5亿年前的三叶虫化石留下了阶梯状的痕迹。来源：新墨西哥大学
此外，先进的工具为岩石沉积速度提供了新的见解，并为三叶虫和其他早期动物等海洋物种的多样化速度提供了线索。
“我们新的串联U-Pb测年方法正在为序列中的每一层以及三叶虫生物区之间的过渡精确确定年龄，”Schmitz说，“我们发现不同的三叶虫物种会辐射，然后以非常快的亚百万年的速度灭绝。”
这种方法涉及研磨沉积岩样品，并分离出沉积在沉积物中的数百个砂粒大小的锆石晶体。首先使用快速测年的初步方法获得颗粒的U-Pb比值，然后使用更精细（和精确）的实验室方法对最年轻的颗粒进行精确测年。
克罗西说：“沉积岩的年代很难确定，但埋藏在其中的沉积物和化石的沉积必须比最年轻的颗粒的年龄年轻，因此，通过许多日期，我们可以将沉积年龄括起来。”
Dehler说，与McKee的模型相比，该团队的新模型为学生和研究人员提供了深入了解寒武纪爆发的关键途径。
“从Tonto群500米厚的地层中，我们了解到了海平面上升和灾难性热带风暴的影响，这些风暴可能比今天的毁灭性飓风更强大。这发生在一个没有陆地植物的世界，在地球无冰的高温时期。海平面如此之高，以至于像Tonto群这样的沉积物沉积在大多数大陆的顶部，使地球上的动物多样性迅速扩大。”
