科学家提出地球氧气循环新理论，认为大灭绝将发生在3000万年后

氧气对生命至关重要，但地球在诞生之初并没有足够的氧气。对于是什么促使地球上大气中的氧气首次上升，以及这种上升发生的时间等问题，科学家们一直都有争论。

大多数科学研究表明，氧气在大约 24 亿年前迅速上升，然后在接下来的 2 亿年中突然下降。这个事件被称为大氧化事件（GOE）。

由澳大利亚塔斯马尼亚大学的一组地质学家领导的一项新的国际研究，在来自华盛顿卡内基研究所和多伦多大学的科学家的协作下，提供了另一种理论。

这些研究人员提出，在 28亿 到 18亿年前，大气氧气的上升是一个非常缓慢的过程，这与超大陆循环期间大陆板块的碰撞和我们海洋中蓝藻的进化有关。

在 10 亿年的时间里，大气中的氧气浓度上升，并在大约 19 亿年前达到了峰值，接近当今的氧气水平（ 21% ）。氧气随后又下降了一段时间，这段时间被称为“无聊的十亿年”。

研究表明，地壳中矿物质的演化与氧气的增加有关，因为新的氧化金属物种的存在是因为氧气的增加才变得可能。

新理论利用地质时期在岩石和海底形成的矿物的氧化还原化学进行测量。

塔斯马尼亚大学地质学家罗斯·拉格（Ross Large）教授说，这些结果是基于来自一系列矿物和同位素的大量数据。

塔斯马尼亚大学、多伦多分校和卡内基研究所的团队已经建立了关于各种矿物化学的海量数据库，包括过去 15 年收集的数万份分析。

拉格教授说，氧气的首次上升伴随着二氧化碳和甲烷的下降，产生了更适合生命生存的海洋和大气条件。

他说：“26亿年前的古老太古代海洋富含砷和汞等有毒元素，非常不适合生命存在。我们的研究表明，随着氧气的增加，海洋的化学成分发生了变化，有毒元素减少了，磷、钼和锌等对生命很重要的元素变得更容易刺激进化变化。”

拉格教授说，这些重大变化是由与超大陆旋回相关的大陆漂移的首次发展引起的，超大陆旋回描述了地球上最大陆地块的聚集、持续时间和破碎化。

在每个超大陆旋回的第一阶段，板块碰撞期间的造山运动导致海洋中的营养物质被侵蚀，刺激了生命并将氧气释放到大气中。

拉格教授说：“我们提出，造山运动的两个阶段有助于推动氧气的增加、新矿物的产生和早期生命的进化。第一个阶段发生在大约 28 亿年前，随着超大陆凯诺兰 （Kenorland） 的形成，第二个阶段发生在大约 21 亿年前，形成了努纳（Nuna）超大陆。”

第三个氧循环开始于大约十亿年前，从那时起，循环的频率从相隔大约 2 亿年下降到相隔 6000 万年。该团队先前的研究表明，每个氧气循环都以大规模灭绝而告终，但随后迅速发生了进化爆炸。

与一些建议相反，拉格教授不认为我们正在走向另一场大规模灭绝。他说，在过去的大规模灭绝中，二氧化碳浓度上升到超过 4000 ppm，而今天约为 300 ppm；氧气下降到远低于 10% 甚至可能低至 5%，而今天则为 21%。

他建议，根据地球周期，下一次大灭绝距离我们大约 3000 万年。