在国家自然科学基金项目（批准号：42488201）等资助下，中国地质大学（武汉）陈中强教授联合英国埃克塞特大学、南京大学团队，利用数值模拟方法，首次系统揭示约5.8亿年前地球海洋氧化过程的非线性特征，指出全球海洋曾经历周期性“氧化脉冲”。研究成果以“中埃迪卡拉纪时期海洋周期性氧化事件（Periodic ocean oxygenation events during the mid-Ediacaran）”为题，于2026年1月6日发表在《自然—地球科学》上，论文链接：https://doi.org/10.1038/s41561-025-01883-1。
该研究成功构建了“自持振荡”数值模型，模拟了埃迪卡拉纪中期的“磷—氧—碳”生物地球化学循环，将5.79亿年前的“加斯基尔斯冰期”与其前后全球增氧事件直接关联。模型显示，当时地球系统处于不稳定状态，在缺氧与富氧之间周期性振荡，周期约500万年，且在约2000万年内至少规律地发生了三次。该过程被比喻为“跷跷板”机制：富氧阶段，磷被锁在海底沉积物中，抑制后续产氧；氧气下降后，磷重新释放，为下一轮生物繁荣和产氧激增提供“燃料”，从而驱动循环。这种由系统内部反馈驱动的“自持振荡”，首次通过模拟在该时期得到清晰揭示。实证数据来自澳大利亚西北部“依甘组”岩石记录。团队从岩层中提取碳、铀等同位素数据，发现了同步的“碳降铀升”信号模式，指示了海洋生产力变化与氧化状态的紧密耦合。
数值模拟的结果与地质记录高度吻合，说明“氧气脉冲”是当时地球系统内在不稳定性的表现。模拟显示的三次氧气脉冲高峰期，与全球最早一批复杂多细胞生物群（如中国的“蓝田生物群”“瓮安生物群”等）繁盛期高度吻合，表明地球系统的周期性振荡为生命复杂化创造了关键的“机会窗口”。此外，地球从缺氧向富氧的过渡，并非平静“渐变”，而是经历了充满波动的“动荡青春期”。
团队研发的“自持振荡”数值模型框架将复杂地球系统简化为关键物质循环构成的微分方程组，展现了数值模拟在深时地球科学研究中的强大能力，为理解地球历史重大转折时期生命与环境协同演化，以及认识当代地球系统演变提供了新视角。
图 元古宙末期“雪球地球”事件后，海洋经历了周期性增氧，驱动地球系统从以前稳定缺氧的状态，转变为富氧与缺氧交替出现的不稳定状态，并最终演进为宜居地球，为动物的诞生与演化奠定了基础