图 地球表层大气-海洋三阶段氧化与生命协同演化历史
地球表层氧化过程是驱动生命起源、演化与繁盛，以及形成沉积矿产和油气资源的关键环境因素。然而，大气何时、如何从早期无氧状态转变为现代富氧格局？这一过程中大气与海洋如何相互作用并推动地球宜居性演化？这些重大科学问题因缺乏有效的大气氧含量约束长期悬而未决。
在国家自然科学基金项目（批准号：42425002；42488201）等资助下，成都理工大学李超教授团队与南京大学鲍惠铭教授团队等合作，创新性地利用了可广泛获取的碳酸盐结合态硫酸盐中的叁氧同位素（Δ′17O）来示踪地球大气氧含量的演化过程，在地球表层氧化历史研究方面取得进展。该研究通过系统采样并整合全球文献数据，首次建立了覆盖近30亿年的沉积硫酸盐叁氧同位素的高分辨率记录，并首次以大气化学直接证据表明地球大气氧含量经历了三阶段氧化历史：
阶段一：24亿年之前近乎无氧；
阶段二：24至4.1亿年期间低氧、动态波动并阶段性升高；
阶段三：4.1亿年后进入稳定富氧状态并达到了现代水平。
研究构建了长达20亿年的渐进式动态氧化框架，首次揭示出大气与海洋氧化在数亿年时间尺度上的正相关关系及在百万年时间尺度上的负相关关系。研究通过首次运用直接地质记录建立的地球大气-海洋20亿年过渡性氧化历史，为深刻理解地球生命起源与演化以及沉积矿产和油气形成提供了关键的环境背景。
相关成果以“地球表层20亿年的过渡性氧化（Two-billion-year transitional oxygenation of the Earth’s surface）”为题，于2025年8月27日发表于《Nature》期刊。论文第一作者是成都理工大学王海洋研究员，通讯作者是成都理工大学李超教授和南京大学彭永波教授，论文链接：https://www.nature.com/articles/s41586-025-09471-4。