遠古海洋比想像的更加「透氣」？ 中國科學家通過深海沉積研究助力精準重建古海洋環境

（記者 劉凝哲 郭瀚林 報道）地球大氣和海洋中的氧氣，從幾乎為零逐步增長至接近現代水平，是地球宜居環境形成和生命演化的重要基礎。如何準確重建地質歷史時期海洋與大氣的氧氣含量，也是地球科學前沿課題之一。記者從中國科學院廣州地球化學研究所獲悉，該所科研團隊聯合中國地質調查局青島海洋地質研究所科研人員，對西太平洋兩個深海沉積岩芯進行了系統研究。他們發現，岩芯中鉬同位素組成隨深度增加呈現明顯升高趨勢，且這種變化規律與太平洋其他海域的觀測結果相似，暗示其可能具有全球普遍性。該研究成果於北京時間11月18日21:00在國際學術期刊《自然·通訊》在線發表。

鉬（Mo）作為一種對氧化還原條件敏感的元素，其同位素組成被廣泛用於追溯古海洋的氧化還原歷史。然而，要準確解讀這一「地球化學密碼」，必須首先釐清現代海洋中鉬的來源、去向及其同位素平衡機制。長期以來，科學界普遍以鐵錳結殼和結核代表整個海洋氧化沉積物的鉬同位素特徵。然而，這類沉積物僅佔海洋氧化沉積物總量的一小部分，更多、更廣泛存在的是富含鐵錳（氫）氧化物的深海沉積物。忽略這一主體部分的同位素特徵，使得全球鉬同位素收支平衡存在顯著偏差。

中國科學院廣州地球化學研究所王志兵副研究員、韋剛健研究員團隊聯合中國地質調查局青島海洋地質研究所鄒亮研究員等，對西太平洋兩個深海沉積岩芯進行了系統研究。他們發現，這些沉積物中的δ⁹⁸Mo值介於-0.55‰至0.19‰之間，顯著高於鐵錳結殼與結核的典型值（-0.70‰）。更為重要的是，岩芯中鉬同位素組成隨深度增加呈現明顯升高趨勢，且這種變化規律與太平洋其他海域的觀測結果相似，暗示其可能具有全球普遍性。

研究團隊進一步結合金屬元素比值變化，提出這種垂直變化可能由底層海水中的鉬向沉積物中滲透，並在沉積柱內發生再循環過程所驅動。這一機制深化了對海洋鉬遷移行為的理解。 基於新獲取的數據和已發表的全球數據集，研究團隊重新估算了全球氧化性沉積物對鉬的輸出通量及其同位素組成，並據此修正了全球鉬同位素質量平衡模型。

更新後的模型顯示，以往研究可能顯著高估了地質歷史時期—如古元古代、寒武紀、早侏羅世以及二疊—三疊紀交界等階段—全球海洋中「硫化缺氧」海盆的分布範圍。這意味着，遠古海洋可能比我們過去想像的更加「透氣」，整體環境也更有利於早期生命的演化與繁盛。地球氧氣含量的變化直接驅動了生命的演化和大爆發（如寒武紀生命大爆發），而這項研究可能為更清晰地描繪生命演化的背景舞台提供了關鍵線索，有助於解答「生命從何而來」這一深層科學問題。