论文信息:Mingyu Zhao et al., Oxygenation of the Earth aided by mineral–organic carbon preservation, Nature Geoscience (2023). https://www.nature.com/articles/s41561-023-01133-2
科学家们认为,海藻和海洋植物的光合作用产生氧。但是光合作用理论并不能完全解释大气中氧气水平的增加。当藻类和植物死亡时,会被微生物分解并消耗氧气。只有死亡后的藻类和植物成为有机碳埋藏在沉积物中,才能使氧气不断地积聚在大气层中。然而,有机碳保存和埋藏的直接控制因素还没有被详细研究。
对当前地球来说,活性铁对于有机碳的保存非常重要,这表明海洋中颗粒铁的含量,可能是地球历史上大气氧化的重要控制因素。英国利兹大学和中国科学院地质与地球物理研究所的研究团队于2023年3月6日在 Nature Geoscience最新杂志上发表文章,开发了一个理论模型来研究矿物-有机碳保存对地球大气氧化的影响。
研究结果认为,不断增加的大陆暴露和剥蚀可能导致了大量的矿物颗粒(包括铁颗粒)流入海洋。海洋中矿物颗粒的增加会降低海藻和海洋植物的分解速度,有助于提升大气中的氧含量。数十亿年前,矿物颗粒在提高大气氧含量方面发挥了关键作用。另外,当前在对地球长期碳循环的评估中,矿物质-有机物保存是一个重要的缺失过程。
图1. Schematic diagram of the global biogeochemical model.
图2. Influence of Fe and P delivery to the ocean on OC burial and the
oceanic redox state under mineral protection of OC.
图3. The evolution of Fe fluxes, oceanic redox and atmospheric pO2. a, The evolution of continental area.
参考资料:Mineral particles and their role in oxygenating the Earth's atmosphere. by University of Leeds. MARCH 6, 2023
https://phys.org/news/2023-03-mineral-particles-role-oxygenating-earth.html