研究大气氧含量控制机制获得新进展

近日，中国科学院南海海洋研究所研究员张运迎团队在研究大气氧含量控制机制方面取得了重要进展。他们指出，黄铁矿埋藏对大气氧含量有重要的控制作用，这一发现为了了解地球宜居性提供了新的科学论证。《化学地质》发表了相关成果(Chemical Geology)。

中国科学院南海海洋研究所助理研究员、论文第一作者苗秀全表示，大气氧含量是决定地球宜居性的关键因素之一。黄铁矿的埋藏过程可以带来氧气，这是大气氧的净来源。然而，过去的研究只计算了大洋沉积物中黄铁矿的埋藏量，而忽略了埋藏在外壳岩层中的水岩成因黄铁矿，导致黄铁矿的埋藏对显生宙中大气氧含量的控制作用存在争议。

针对这一问题，在自然资源部海底矿产资源重点实验室开放基金、国家重点R&D计划和中国科学院南海海洋研究所专项资金的共同支持下，研究团队以南海北洋陆交错带IODP U1502B打孔蚀变玄武岩中的黄铁矿是研究对象，系统对原点主、微量元素和硫同位素地球化学进行了研究。研究表明，这些黄铁矿聚集液体活性和温度敏感元素(如Pb)、MO和Co等)，它δ34S值介于1.93～5.96‰在此期间，确认其是高温热化学硫酸盐复原的原因，其中约22%的硫来自海水，其它硫来自外壳岩层。

该研究采用新推导的硫同位质量平衡公式进行创新，首次计算了显生宙水-岩反应成因。(FSRI-py=7.23-14.9×1011摩尔/年)，黄铁矿埋藏通量与沉积成因(FSED-py = 6.77-14.2×1011摩尔/年)相当。此外，显生宙黄铁矿埋藏数百万年的氧产量为3.1-8.8×1018摩尔，相当于今天8.3-23.7%的大气氧含量。显然，生宙黄铁矿的埋藏在控制大气氧含量变化方面起着主导作用。

论文通讯作者张运迎表示，这项研究不仅确立了水-岩反应对大气氧的巨大影响，而且为了更好地理解地球氧气的演化和宜居环境的形成提供了一个新的视角。