image: The status of the oxygen cycle in Earth system science (a) and its relationship with other biogeochemical cycles (b). view more
Credit: @Science China Press
氧是几乎所有好氧生物生存和繁衍所必不可少的物质，其与复杂生命体的形成和发展有着千丝万缕的联系。最近一项综述论文系统地总结不同时空尺度氧循环的最新成果及其在塑造我们目前的宜居地球所起到的重要作用。
兰州大学黄建平教授等撰写了题为“The oxygen cycle and a habitable Earth”的研究论文，作为2021年第4期 Science China Earth Sciences（《中国科学：地球科学》英文版）的封面文章出版。
文章在总结前人最新研究成果的基础上，提出了以氧循环为核心的地球系统五大圈层耦合模型，阐明了氧循环在其中起到的纽带作用。文章全面总结了包括现代和地质时期在内多时间尺度上氧循环变化及其对地球宜居性的影响，并展望了氧循环研究未来发展趋势。
“人们认为我们所呼吸的氧气是取之不尽、用之不竭的，而事实上，地球系统经历了数十亿年的演化和发展，最终才形成了现在的富氧大气以及充满活力的生态系统。” 文章的通讯作者兰州大学黄建平教授指出，“这些过程中包含了地球系统各个圈层的相互作用，是多时空尺度和多学科交叉的复杂问题。”这篇文章阐述了氧循环中的关键的生物化学过程是如何通过反馈和相互作用将地球系统各大圈层紧密地联系在一起。“在氧循环漫长的演化过程中，宜居地球逐渐形成。”
文章还讨论了现今人类活动对氧循环及生物多样性的影响。“地球历史上发生的五次大型的物种灭绝中有四次是与缺氧有关的”，黄建平教授总结，“目前在人类活动强迫下，我们的地球正在经历着以‘海洋脱氧’为代表的大范围氧下降。地球系统的氧循环正在逐渐失衡，这是非常令人担忧的。”
这一研究对了解地质历史时期氧循环与生物多样性之间可能的联系，探索地球宜居性的历史演化和未来具有十分深远的科学意义和重要的参考价值。
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该项研究由国家自然科学基金项目(批准号: 41888101, 41521004, 41991231)和高等学校学科创新引智计划项目(批准号: B13045)共同资助。
更多详情请阅原文：
黄建平, 刘晓岳, 何永胜, 沈树忠, 侯增谦, 李曙光, 李昶豫, 姚丽洁, 黄季平. 2021. 氧循环与宜居地球. 中国科学: 地球科学, 51(4): 487–506
Huang J, Liu X, He Y, Shen S, Hou Z, Li S, Li C, Yao L, Huang J. 2021. The oxygen cycle and a habitable Earth. Science China Earth Sciences, 64(4): 511–529,
http://doi.org/10.1007/s11430-020-9747-1
Journal
Science China Earth Sciences