一项新的研究为过去35亿年地球大气中氧气的历史提供了更清晰的图景，指出这种气体水平的逐步上升主要与地球上生命的扩展密切相关。相对而言，与板块构造运动相关的地质过程在地质时间上导致了这些水平的周期性波动。
板块构造是地壳的巨大部分，它们在地球内部的地幔上缓慢移动，经过数百万年导致大陆的移动，有时合并成一个巨型大陆，然后再次分离。
事件详情
该研究于3月16日发表在《国家科学院院刊》（PNAS）上，结合了机器学习技术与对保存在沉积岩中的古老矿物的化学成分分析。这种结合使研究人员能够以比以往研究更高的时间分辨率重建大气中氧气的历史。
氧气是塑造地球生命历史的最重要元素之一。在其大量积累于大气之前，生命主要限于能够在几乎没有氧气的环境中生存的简单微生物。随着这种气体水平的上升，地球的化学发生了重大转变，为多细胞生物的扩散铺平了道路。
背景与上下文
尽管这一阶段在地球历史中至关重要，但科学家们在确定氧气水平在地质历史上如何以及何时上升方面面临困难。这是因为保存这些变化痕迹的古地球化学记录在古老岩石中是有限且分散的，正如该研究的首席作者、中国地球科学大学的地球科学副教授金吉刚所解释的那样。
为了克服这一问题，研究人员专注于一种称为沉积黄铁矿的矿物，它在古代海洋环境中形成。它以其闪亮的金色而闻名，保留了少量被称为稀有元素的化学元素，这些元素携带着关于矿物形成时海洋和大气化学条件的重要信息。
影响与后果
研究结果表明，地球大气中的氧气水平在漫长的地质时间中逐渐上升，这被称为地球的渐进氧化。研究人员将这一趋势与地球上生物量的扩展联系在一起，特别是与能够进行光合作用的生物的传播。
在这一过程中，一些微生物如蓝藻利用阳光将二氧化碳和水转化为有机物，同时释放氧气作为副产品。随着这些生物数量的增加，氧气的生产逐渐增加并在大气中积累，导致了重大环境变化，允许更复杂生命形式的传播。
对阿拉伯地区的影响
这项研究对阿拉伯地区具有特别重要的意义，因为许多国家面临与气候变化和自然资源相关的环境挑战。理解氧气的历史及其变化可以帮助制定有效的策略，以适应当前的环境变化。
总之，这项研究重新塑造了我们对地球历史的理解，突显了生命与地质过程在塑造我们今天所生活的大气之间的复杂关系。