2025 年 8 月 27 日,成都理工大學(xué)李超教授、南京大學(xué)彭永波教授作為共同通訊作者,成都理工大學(xué)王海洋研究員作為第一作者,在國(guó)際頂尖學(xué)術(shù)期刊 Nature 上發(fā)表題為:Two-billion-year transitional oxygenation of the Earth's surface(地球表面20億年過(guò)渡性氧化)的研究論文【1】。
該研究揭示了地球表面 20 億年過(guò)渡性氧化,這項(xiàng)研究為深刻理解地球生命起源與演化以及沉積礦產(chǎn)和油氣形成提供了關(guān)鍵的環(huán)境背景。
在地球歷史的晚期,地球表面的含氧量才持續(xù)達(dá)到現(xiàn)代水平,在此之前經(jīng)歷了逐步的富氧過(guò)程,但這一轉(zhuǎn)變的具體細(xì)節(jié)仍不清楚。
在這項(xiàng)最新研究中,研究團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新性地采用了可廣泛獲取的碳酸鹽結(jié)合態(tài)硫酸鹽中的叁氧同位素(Δ′17O)來(lái)示蹤地球大氣氧含量的演化過(guò)程,借助該指標(biāo)可連續(xù)記錄大氣氧特有的非質(zhì)量依賴型氧同位素負(fù)異常信號(hào)的這一特點(diǎn),首次以直接高分辨記錄表明了 4.1 億年前地球大氣氧含量已達(dá)到現(xiàn)代水平,證實(shí)了地球大氣由無(wú)氧向富氧轉(zhuǎn)變的階段性演化,揭示了其歷時(shí)約 20 億年,并精細(xì)刻畫了這一過(guò)程中大氣與海洋氧化狀態(tài)的復(fù)雜耦合特征。
這項(xiàng)研究為理解新元古代至早古生代異常碳同位素記錄和復(fù)雜真核生命漫長(zhǎng)而階段性快速演化提供了關(guān)鍵基礎(chǔ)。更為重要的是,該研究表明,整個(gè)新元古代-古生代早期古海洋中可能存在一個(gè)超大型溶解有機(jī)碳庫(kù),其可能作為一個(gè)新的有機(jī)碳源為古老油氣資源的形成提供物質(zhì)基礎(chǔ),為深層及超深層油氣勘探提供了新思路。
值得一提的是,2023 年 5 月 31 日,成都理工大學(xué)李超教授作為通訊作者,在 Nature 期刊發(fā)表了題為:Uncovering the Ediacaran phosphorus cycle(揭示埃迪卡拉紀(jì)的磷循環(huán))的研究論文【2】。
埃迪卡拉紀(jì)(Ediacaran Period)是地質(zhì)年代中的一個(gè)關(guān)鍵時(shí)期,時(shí)間跨度為約 6.35 億至 5.39 億年前,介于成冰紀(jì)之后、寒武紀(jì)之前,是元古宙末期的最后一個(gè)紀(jì),以發(fā)現(xiàn)獨(dú)特的"埃迪卡拉生物群"而聞名,代表了地球生命演化史上復(fù)雜多細(xì)胞生物的首次大規(guī)模出現(xiàn)。
該研究表明,在埃迪卡拉紀(jì),海洋氧化可能受到諸如硫酸鹽風(fēng)化等外部因素的影響,而非僅由海洋內(nèi)部的磷氧循環(huán)控制,反過(guò)來(lái),這可能有助于解釋大氣氧含量的長(zhǎng)期上升。
論文鏈接:
1. https://www.nature.com/articles/s41586-025-09471-4
2. https://www.nature.com/articles/s41586-023-06077-6
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