本文介绍了关于地球氧化的最新研究，指出地壳中碳酸盐矿物的积累可能是地球氧化的关键驱动因素。文章阐述了该研究的背景、内容、方法和意义，并给出了论文的相关信息。
文章指出地壳中碳酸盐矿物的积累可能是地球氧化的关键驱动因素，这一发现对理解地球历史和生命演化具有重要意义。
研究人员通过开发一个地球长期碳、氧和磷循环的理论模型，并利用蒙特卡罗模拟实验测试了不同地质参数对地球氧化的影响。
该模型成功地模拟了地球大气和海洋中的氧化轨迹，对理解地球历史和生命演化提供了新的视角，并为未来寻找地外生命指明了方向。
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地球
大气和海洋的氧化是生命演化和地表环境形成的关键因素。长期以来，科学家们一直致力于探索地球氧化的驱动机制，普遍认为这与光合作用产生的氧气增加或消耗氧气的过程减少有关。然而，构建一个能够解释地质记录中观察到的氧气水平变化的模型一直是一个挑战。
2024年4月10日
Nature
Geoscience
期刊
发表了
最新文章
，
研究提出地壳中碳酸盐矿物的积累可能是地球氧化的关键驱动因素。
该研究开发了一个地球长期碳、氧和磷循环的理论
模型
。
模型不仅考虑了大陆的出现、地幔挥发物的释放等因素，还特别关注了由此产生的地壳碳酸盐储层规模的增加。
图1 Model structure.
研究人员通过蒙特卡罗模拟实验，测试了不同地质参数对地球
氧化
的影响。结果发现，只有当模型包含地壳中碳酸盐的积累时，才能成功地模拟地球大气和海洋中的
氧化
轨迹，并与行星温度、大气二氧化碳浓度、磷埋藏记录和碳同位素比率的重建结果相吻合。地壳中碳酸盐的积累使得碳循环速率随着时间推移而不断提高，从而支持了持续增加的养分供应和相对稳定的二氧化碳输入。
图2 Model input parameters.
这一发现对理解地球历史和生命演化具有重要意义。它表明，地球表面完全
氧化
是不可避免的，只要碳循环建立并且光合作用进行。地幔中二氧化碳的持续释放和碳酸盐的沉积导致了水圈和地壳之间碳和养分循环速率的不断提高，从而逐渐提高了大气和海洋中的氧气水平，并最终促成了地球生命的繁荣发展。
图3 Model output with a fixed carbonate carbon reservoir.
此外，该研究还对寻找地外生命提供了新的思路。研究人员指出，碳酸盐积累的漫长时间意味着依赖氧气的生物圈可能需要数十亿年才能形成。因此，智慧生命可能更局限于较老的星球或那些地壳循环方式允许更快速地积累地壳碳储量的星球。
图4 Standard run.
这项研究挑战了我们对地球氧化的传统理解，为地球历史和生命演化提供了新的视角，并为未来寻找地外生命指明了方向。
论文信息：
Alcott, L.J., Walton, C., Planavsky, N.J. et al.
Crustal carbonate build-up as a driver for Earth’s oxygenation
. Nat. Geosci. (2024). https://doi.org/10.1038/s41561-024-01417-1
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