尚墨翰：中元古代初期（1.57–1.56 Ga）脉冲式增氧事件【EPSL，2019】

发布时间：2019-11-06     作者：[科学研究院]张帅    阅读：14次

　　大量研究表明元古宙中期大气-海洋系统以长期的低氧水平为特征，从而导致了真核生物的演化迟滞。但对于这个时期大气氧含量有低氧（[O2]<0.1%–1% PAL）和相对高氧（[O2]>4%–8% PAL）的两种不同认识，且对海洋氧化过程也存在着相对稳定和强烈波动模式的认识分歧。

　　针对以上科学问题，我校地球科学与资源学院博士研究生尚墨翰在“深时生命与环境演化”求真研究群体史晓颖教授和汤冬杰副教授的指导下，对延庆高于庄组开展了详细的I/(Ca+Mg)、C-O同位素、P丰度及沉积学和矿物学综合研究，取得了以下创新性认识：

　　1、对高于庄组碳酸盐岩碘组分[I/(Ca+Mg)]分析发现，在1.57–1.56 Ga发生了一次持续时间约为10 Myr的显著增氧事件。计算分析和与现代海洋碘循环过程的对比表明，在事件期大气氧浓度达到≥~4% PAL的水平。在增氧事件后氧浓度迅速回落到事件前的水平（图1和2）；证明中元古代大气-海洋氧含量有显著波动。

　　2、研究发现在I/(Ca+Mg)正异常期有机和无机碳同位素同时发生了高达3.5‰的负偏移（图1）。模拟计算表明，在增氧事件期间海水中溶解有机碳的快速氧化是导致氧浓度回落的主要原因（图2）。

　　3、增氧事件及其导致的生物营养元素增加（图2和3），可能是促进这个时期真核生物发展和多细胞化的重要原因。

图3  I/(Ca+Mg)研究数据指示的海洋氧化还原状态长期演化整理图

　　以上研究成果发表在地球科学著名期刊《Earth and Planetary Science Letters》上：Shang, M.H., Tang, D.J.*, Shi, X.Y.*, Zhou, L.M., Zhou, X.Q., Song, H.Y., Jiang, G.Q., 2019. A pulse of oxygen increase in the early Mesoproterozoic ocean at ca.1.57–1.56 Ga. Earth and Planetary Science Letters 527 (2019).

　　评审专家认为这是一项“激动人心”的研究成果。