地球大氣氧含量是如何從無到有達到富氧狀態，并驅動生命起源演化、改善行星宜居性的？記者27日從南京大學獲悉，該校研究人員攜手中外科研機構同行，通過建立高分辨率硫酸鹽叁氧同位素數據記錄，結合系統生物地球化學模型定量分析，揭示了地球大氣由無氧向富氧轉變的階段性演化歷史和控制機制。該研究為理解地球生命起源與演化和地球宜居性的形成與演化，提供了關鍵的地球化學示蹤指標和重要的理論基礎。相關成果發表在國際學術期刊《自然》上。
在沉積碳酸鹽巖內，微量硫酸根中的叁氧同位素（Δ17O）可以連續記錄大氣氧獨有的非質量依賴氧同位素負異常信號，進而追蹤古大氣氧含量的變化。
研究團隊通過系統采樣分析與文獻數據整合，建立了過去近30億年的Δ17O演化記錄。記錄顯示，大氣氧含量經歷了3次顯著躍遷，分別發生在古元古代（24億年前—21億年前）、新元古代（約10億年前）和古生代（約4.4億年前）。這3次躍遷中，地球氧氣從無到有，并呈階段性上升，于距今約4.1億年前趨近穩定的富氧狀態。
進一步研究發現，大氣氧含量上升后，開始周期性氧化以缺氧為主的海洋，促進了缺氧水體中有機碳與還原性硫的氧化，生成大量缺失34S/17O/13C的硫酸鹽與無機碳，從而引發C—S—O同位素的協同擾動。同時，該過程在短期內通過負反饋機制迅速消耗大量氧氣，抑制甚至逆轉了大氣氧含量的進一步上升。
科研團隊表示，研究定量重建了地球大氣氧氣含量的演化歷史，揭示了大氣與海洋氧化狀態的動態耦合協同演化機制。
地球大氣氧含量是如何從無到有達到富氧狀態，并驅動生命起源演化、改善行星宜居性的？記者27日從南京大學獲悉，該校研究人員攜手中外科研機構同行，通過建立高分辨率硫酸鹽叁氧同位素數據記錄，結合系統生物地球化學模型定量分析，揭示了地球大氣由無氧向富氧轉變的階段性演化歷史和控制機制。該研究為理解地球生命起源與演化和地球宜居性的形成與演化，提供了關鍵的地球化學示蹤指標和重要的理論基礎。相關成果發表在國際學術期刊《自然》上。
在沉積碳酸鹽巖內，微量硫酸根中的叁氧同位素（Δ17O）可以連續記錄大氣氧獨有的非質量依賴氧同位素負異常信號，進而追蹤古大氣氧含量的變化。
研究團隊通過系統采樣分析與文獻數據整合，建立了過去近30億年的Δ17O演化記錄。記錄顯示，大氣氧含量經歷了3次顯著躍遷，分別發生在古元古代（24億年前—21億年前）、新元古代（約10億年前）和古生代（約4.4億年前）。這3次躍遷中，地球氧氣從無到有，并呈階段性上升，于距今約4.1億年前趨近穩定的富氧狀態。
進一步研究發現，大氣氧含量上升后，開始周期性氧化以缺氧為主的海洋，促進了缺氧水體中有機碳與還原性硫的氧化，生成大量缺失34S/17O/13C的硫酸鹽與無機碳，從而引發C—S—O同位素的協同擾動。同時，該過程在短期內通過負反饋機制迅速消耗大量氧氣，抑制甚至逆轉了大氣氧含量的進一步上升。
科研團隊表示，研究定量重建了地球大氣氧氣含量的演化歷史，揭示了大氣與海洋氧化狀態的動態耦合協同演化機制。
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