地球大气氧含量是如何从无到有达到富氧状态,并驱动生命起源演化、改善行星宜居性的?记者27日从南京大学获悉,该校研究人员携手中外科研机构同行,通过建立高分辨率硫酸盐叁氧同位素数据记录,结合系统生物地球化学模型定量分析,揭示了地球大气由无氧向富氧转变的阶段性演化历史和控制机制。该研究为理解地球生命起源与演化和地球宜居性的形成与演化,提供了关键的地球化学示踪指标和重要的理论基础。相关成果发表在国际学术期刊《自然》上。
在沉积碳酸盐岩内,微量硫酸根中的叁氧同位素(Δ17O)可以连续记录大气氧独有的非质量依赖氧同位素负异常信号,进而追踪古大气氧含量的变化。
研究团队通过系统采样分析与文献数据整合,建立了过去近30亿年的Δ17O演化记录。记录显示,大气氧含量经历了3次显著跃迁,分别发生在古元古代(24亿年前—21亿年前)、新元古代(约10亿年前)和古生代(约4.4亿年前)。这3次跃迁中,地球氧气从无到有,并呈阶段性上升,于距今约4.1亿年前趋近稳定的富氧状态。
进一步研究发现,大气氧含量上升后,开始周期性氧化以缺氧为主的海洋,促进了缺氧水体中有机碳与还原性硫的氧化,生成大量缺失34S/17O/13C的硫酸盐与无机碳,从而引发C—S—O同位素的协同扰动。同时,该过程在短期内通过负反馈机制迅速消耗大量氧气,抑制甚至逆转了大气氧含量的进一步上升。
科研团队表示,研究定量重建了地球大气氧气含量的演化历史,揭示了大气与海洋氧化状态的动态耦合协同演化机制。
地球大气氧含量是如何从无到有达到富氧状态,并驱动生命起源演化、改善行星宜居性的?记者27日从南京大学获悉,该校研究人员携手中外科研机构同行,通过建立高分辨率硫酸盐叁氧同位素数据记录,结合系统生物地球化学模型定量分析,揭示了地球大气由无氧向富氧转变的阶段性演化历史和控制机制。该研究为理解地球生命起源与演化和地球宜居性的形成与演化,提供了关键的地球化学示踪指标和重要的理论基础。相关成果发表在国际学术期刊《自然》上。
在沉积碳酸盐岩内,微量硫酸根中的叁氧同位素(Δ17O)可以连续记录大气氧独有的非质量依赖氧同位素负异常信号,进而追踪古大气氧含量的变化。
研究团队通过系统采样分析与文献数据整合,建立了过去近30亿年的Δ17O演化记录。记录显示,大气氧含量经历了3次显著跃迁,分别发生在古元古代(24亿年前—21亿年前)、新元古代(约10亿年前)和古生代(约4.4亿年前)。这3次跃迁中,地球氧气从无到有,并呈阶段性上升,于距今约4.1亿年前趋近稳定的富氧状态。
进一步研究发现,大气氧含量上升后,开始周期性氧化以缺氧为主的海洋,促进了缺氧水体中有机碳与还原性硫的氧化,生成大量缺失34S/17O/13C的硫酸盐与无机碳,从而引发C—S—O同位素的协同扰动。同时,该过程在短期内通过负反馈机制迅速消耗大量氧气,抑制甚至逆转了大气氧含量的进一步上升。
科研团队表示,研究定量重建了地球大气氧气含量的演化历史,揭示了大气与海洋氧化状态的动态耦合协同演化机制。
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