综述：地球大气层和海洋的阶段性氧合作用

《The Innovation》：Stagewise oxygenation of the Earth’s atmosphere and oceans

　　

王海阳|李超

中国成都，成都理工大学，油气储层地质与开发国家重点实验室及沉积地质研究所，邮编610059

摘要

地球表面的氧化过程是一个漫长且分阶段的演变过程。普遍认为，大气中的氧气（O₂）含量是通过三个主要阶段逐渐增加的，每个阶段都与关键的进化创新密切相关。最近的科学研究进展，尤其是在硫酸盐三氧同位素研究方面，为大气氧化过程的时间、速度和程度提供了新的证据。这些数据表明，在数十亿年的时间尺度上，大气和海洋的氧化过程之间存在正相关关系：大气中氧气含量的增加总是先于海洋中的相应变化；而在较短的百万年时间尺度上，两者之间的氧化还原状态可能会发生分歧，表现出负相关关系。海洋的氧化还原状态在空间和时间上也表现出异质性，从太古代的局部氧气富集区（>30亿年前）逐渐发展到古生代时的全球性氧化状态（<4.1亿年前）。本文综合了地球化学、沉积学和古生物学的证据，重建了这一耦合且动态的大气-海洋氧化历史，并重新评估了其发生的时间、机制及其生态后果。这些关于远古时期的研究有助于理解生命与地球表面环境的共同演化过程，为评估行星的宜居性提供了理论框架。