中元古代迟缓的生物圈及其对地球氧化还原平衡的影响
地球与行星天体物理
2019-08-01 v1
摘要
中元古代（18亿至8亿年前，Ga）期间大气氧（O2）含量较低但不可忽略的可能性，对于理解地球O2循环、复杂生命的演化以及气候稳定性的演变具有重要意义。然而，在持续生物产氧的背景下，稳定这些O2水平所需的调控机制和氧化还原通量仍不确定。在此，我们建立了C-N-P-O2-S循环的生化模型，并用其约束中元古代海洋—大气系统的全球氧化还原平衡。通过采用以地质记录观测为边界的蒙特卡洛方法，我们推断净生物圈O2产率为3.5（+1.4 -1.1）Tmol year-1（1倍标准差），约为当今值的25%，这主要归因于海洋内部的磷匮乏。海洋沉积物中的黄铁矿埋藏本应代表与有机碳埋藏相当或更为显著的O2源，意味着地球的硫循环在平衡氧循环和调控大气O2水平方面可能发挥重要作用。我们的统计方法提供了对中元古代地球系统生物地球化学和全球O2循环的独特全面视角，并表明严重的磷生物限制是前寒武纪地球化学与生物演化的背景。
引用
@article{arxiv.1907.13567,
title = {A sluggish mid-Proterozoic biosphere and its effect on Earth's redox balance},
author = {Kazumi Ozaki and Christopher T. Reinhard and Eiichi Tajika},
journal= {arXiv preprint arXiv:1907.13567},
year = {2019}
}
备注
Accepted to Geobiology; Final article and Supplementary Information available at https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/gbi.12317