汤冬杰：风化增强诱发~1.57 Ga脉冲式增氧事件【GRL, 2022】

发布时间：2022-08-16       阅读：4次

表生环境氧气的聚积是地球宜居性演化的重要过程。地球表层的氧化水平在经历大氧化事件（~2.43-2.22 Ga）和新元古代增氧事件（~0.8-0.54 Ga）后，逐渐达到现今水平。这两次增氧事件期间的元古宙中期（1.8-0.8 Ga）是真核生物起源与早期演化的关键阶段，这一时期大气和浅海长期处于低氧背景，但也穿插有脉冲式增氧过程。然而，这些短暂增氧过程的调控机理并没有被充分认识，是何种因素导致氧浓度的上升仍未可知。

针对上述科学问题，我校“深时生命与环境演化”求真研究群体成员汤冬杰副教授、史晓颖教授以及徐东滔博士、谢宝增博士，与中国科学院地球化学研究所付学吾研究员，国家地质实验测试中心周利敏副研究员、李超副研究员，天津大学郑旺教授，中国科学院地质与地球物理研究所周锡强副研究员、祝禧艳副研究员，以及内华达大学拉斯维加斯分校蒋干清教授开展合作，对北京延庆干沟剖面~1.57 Ga高于庄组开展了系统的沉积学、元素和同位素地球化学工作（图1），取得以下几点创新性认识：

（1）Hg富集、δ²⁰²Hg正漂、Δ¹⁹⁹Hg负漂、Rb/Al升高对应高I/(Ca+Mg)值（高达3.5 μmol/mol）和Cr同位素正异常（高达0.66‰）指示的增氧脉冲，表明陆地风化输入的增强可能是导致增氧的主要控制因素（图2）。

（2）脉冲式增氧期间εNd(t)正漂（从-16.7升高至-0.9）和P含量增加，表明源区由相对富集P的中-基性岩组成，增强的陆地风化作用导致向海洋输入的生物营养元素增加（特别是P），进而促进海洋初级生产力和有机碳埋藏增加，最终导致增氧事件的发生（图2）。

图1 研究区地质背景

图2 华北延庆干沟剖面高于庄组中部地球化学数据

上述成果发表在国际权威期刊《Geophysical Research Letters》上：Dongjie Tang*, Xuewu Fu*, Xiaoying Shi, Limin Zhou, Wang Zheng, Chao Li, Dongtao Xu, Xiqiang Zhou, Baozeng Xie, Xiyan Zhu, and Ganqing Jiang, 2022. Enhanced weathering triggered the transient oxygenation event at ～1.57 Ga. Geophysical Research Letters, e2022GL099018. [IF2021 = 5.576]

全文链接：https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1029/2022GL099018