我们都依赖氧气生存，但大约 30 亿年前，几乎没有氧气。你上次什么时候想到地球上的氧气都来自哪里？
东京大学 地球与行星科学系 的一个研究团队一直在思考这个问题。在一项新近发表在《Communications Earth & Environment》上的研究中，该团队揭示了我们可能要感谢火山活动，才有了我们呼吸的充沛空气。
火山的发现
在这项研究中，科学家们正在研究地球上发生了哪些事件，才使得 25 亿年前能够发生氧化。他们的发现表明，火山活动帮助创造了维持我们星球上所有生命所需的富氧大气所需的完美条件。
该研究的重点是晚期的 太古代（30 亿年前至 25 亿年前），Eiichi Tajika 教授和他的团队模拟了地球生物、化学和地质历史的关键方面。创建适当的数值模型来模拟晚期太古代的复杂循环和行为很困难，但研究人员成功了，并获得了对地球地质历史的宝贵见解。
模拟揭示了火山活动可能通过何种过程改变了生物地球化学条件，从而加速了氧化。
最初，大规模的火山活动增加了大气中的二氧化碳含量。二氧化碳的增加导致气候变暖，而气候变暖意味着供应给海洋的养分有所增加。海洋中养分的增加导致海洋生物增多，从而导致大气中氧气暂时增加。
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进化的气息
然而，这些增加非常不稳定且不可靠，导致研究团队称之为“短暂爆发”。这些短暂爆发的存在有助于科学家追踪这些大气变化的发生时间，并将其与同一时期火山活动的证据联系起来。
“理解这些短暂爆发对于限制光合微生物出现的时间至关重要，”访问研究助理 Yasuto Watanabe 在一份新闻稿中说。“这些事件是从地质记录中对大气含氧量敏感的元素浓度推断出来的。”
空气的历史
地球大气层拥有充沛的氧气大约有 25 亿年了。但在那之前，地球是什么样的，又是什么过程创造了所有的空气呢？
光合作用是我们富氧大气的核心。由于短暂爆发和物种大灭绝等多种事件，能够进行光合作用的微生物获得了必要的大气条件，从而能够迅速生长并增加其氧气产量。
这种微生物的爆炸式增长被称为大氧化事件（GOE），发生在大约 25 亿年前。微生物成功繁殖的能力取决于缺乏竞争和有利的条件，这些条件很可能是由火山活动创造的。
随着能够进行光合作用的微生物变得越来越普遍，二氧化碳转化为氧气的速度也随之增加。这种新产生的氧气为地球上复杂生命的出现铺平了道路，其余的则成为历史。
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东京大学 地球与行星科学系
《Communications Earth and Environment》。强烈火山活动与太古代大气瞬时氧化之间的机制联系
