如今，地球的大气层非常适合我们呼吸，但地球上的空气并不总是这样。
现在，研究人员对那些显着改变气体关键成分的事件提出了新的解释。
根据这项新研究，地球大气历史上的一个关键事件可能以火山喷发的形式出现，这是由构造板块移动引起的。
地球的地壳和地幔的移动方式引发了特定的化学反应，导致氧气产量激增，为地球上复杂的生命奠定了基础。
莱斯大学领导的团队提出的新模型可能有助于解释两个长期存在的地质谜团，而不是一个。
首先，有大氧化事件（GOE）大约24亿年前，当时氧气含量急剧上升； 那么，洛马贡迪事件，大约一亿年后发生的碳同位素平衡的重大变化。
碳具有三种天然存在的性质同位素- 可以根据它们包含的中子数量来区分的变体。 碳12和碳13同位素的比率是一个有用的工具用于研究自然系统和大气，因为这两种变体往往来自不同的来源。
地球上绝大多数碳是碳 12，但在洛马贡迪事件期间，碳 13 同位素突然激增。 在此之前，研究人员发现很难将 GOE 和洛马贡迪事件整合到一个连贯的假设中。
“这个的独特之处在于它不仅仅是试图解释氧气的上升，”地球科学家詹姆斯·江口说，来自加州大学河滨分校。
“它还试图解释一些密切相关的表面地球化学，即碳同位素组成的变化，这是在氧化事件后相对较短的时间内在碳酸盐岩记录中观察到的。
“我们正试图用单一的机制来解释每一个，涉及地球内部深处、构造和火山二氧化碳的增强脱气。”
在此之前，光合作用被认为是GOE的主要驱动力，因为蓝细菌将氧气作为生命的废物排出。 新的研究表明，这仍然发挥着重要作用，但在我们星球的内部正在发生更多的事情。
（J. Eguchi/加州大学河滨分校）
根据详细的模型，科学家们认为，构造活动的增加在GOE之前产生了数百座新火山，将大量二氧化碳排放到空气中。 这导致气候变暖，降雨量增加以及随后的风化作用，导致更多矿物质从岩石上冲刷到海洋中。
反过来，这引发了蓝藻和碳酸盐的繁荣，这些额外的有机和无机碳从海底循环到地幔中。 氧气的增加既可以解释为蓝藻数量的增长（从而增加光合作用），也可以解释为碳被深埋在地下时从大气中取出。
“这是一个大的循环过程，”江口说。
对于洛马贡迪事件计算来说至关重要的是，有机碳和无机碳的不同化学组成意味着它们在不同的时间重新出现，这解释了碳 13 的增加具有 1 亿年的差距。
富含无机来源的碳13同位素的碳将首先通过俯冲带正上方的火山重新出现，俯冲带是海洋板块被拖到大陆下方的区域。 与此同时，富含碳12的碳随后会通过其他火山热点出现，最初被封存在地下更深处。
回顾这么久远的过去总是需要一些有根据的猜测，而且还需要更多的研究来看看这个新模型是否成立——但它是对 20 亿多年前严重的大气变化的一个有趣的观察。可能已被触发。
“我们认为二氧化碳排放对于生命的扩散非常重要，”江口说。 “它确实试图将这些更深层次的过程如何影响过去我们星球的表面生命联系起来。”
该研究发表于自然地球科学。
