中国科大揭示“大氧化事件”的触发机制

    近日，中国科学技术大学地球和空间科学学院肖益林教授团队通过对条带状铁建造（BIF）进行锂同位素的研究，从而揭示了“大氧化事件”（GOE）的启动机制，相关成果以“Lithium isotopic compositions of the Neoarchean Huoqiu BIF and the Paleoproterozoic Yuanjiacun BIF from North China Craton: Implications for the Triggering Mechanism of the Great Oxidation Event”为题发表在《Precambrian Research》上。

氧（O）是关键的生命元素，对地球上生物的繁盛起至关重要的作用。地球早期是缺氧的，直到约24.5亿年前的GOE时，氧气才在大气中聚集起来。GOE是地球历史上十分重要的环境改变事件，对于其启动机制的讨论是近年来的研究热点之一。

研究团队通过分析形成于GOE启动前后BIF的锂同位素组成（δ⁷Li），结合铁氧化物合成实验，确定了古海水的δ⁷Li值在GOE前后呈明显升高的特征。进一步的模拟发现，地表环境的变化，尤其是克拉通拼合（超大陆汇聚）导致的大陆剥蚀速率的增强是导致这一变化的主要原因，其通过影响河流水的锂同位素值组成使海水的δ⁷Li值逐步升高。同时，加快的剥蚀速率还将大量关键营养元素带入海洋，促进了初级生产力的繁盛，打破了氧气生产和消耗的平衡，最终引发了“大氧化事件”（图1）。

我院博士研究生单尔豪为论文第一作者，肖益林教授和王洋洋特任副研究员为共同通讯作者，其他合作者包括谭东波特任副研究员和合肥工业大学孙贺博士。相关研究得到了中国科学院战略重点研究计划（B）和国家自然科学基金项目的联合支持。

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.precamres.2024.107527

图1“大氧化事件”（GOE）启动前后地表环境变化概念图。（a）启动后；（b）启动前。