赵明宇:早期植物在4.45 亿年前开始大规模扩张

中国的几个研究所组成了一个科研团队,他们跟美国耶鲁大学、英国利兹大学以及埃克塞特大学、中国科学技术大学、中国科学院古脊椎动物与古人类研究所联合进行研究。2月24日,他们把研究成果发表在国际学术期刊《自然-生态与演化》上。中新网北京2月24日报道了这个消息。赵明宇研究员是论文的通讯作者。他给科研团队提供了研究思路。 这项研究揭示了一个重要的问题:早期植物什么时候开始大规模在陆地上扩张?他们发现这个时间比我们之前认为的4.2亿年还要早3000万年。他们给出的数据是:早期植物在4.55亿年到4.45亿年前就在陆地上开始扩张了。 论文第一作者蔡家琛对不同氧化还原条件下的海相碎屑沉积记录进行了系统分析。他发现有机碳/磷比值自约4.55亿年前出现显著升高。这个变化反映了陆地净初级生产力显著增强。 混合模型估算结果显示,自晚奥陶世(约4.55亿年前)以来,陆源有机碳约占海洋沉积物中总有机碳埋藏量的42±15%。这个比例接近现代水平(30%–57%)。 赵明宇认为,早期陆地植物的兴起可能推动了地球表层环境的氧化进程,促成了晚奥陶世冰期和大规模灭绝事件的发生。他还指出,富碳、贫磷的陆源有机质向海洋沉积物的输入促进了全球有机碳的埋藏,降低了二氧化碳浓度。同时,硅酸盐和磷风化增强也放大了这些环境效应。 中国科学院地质与地球物理研究所(地质地球所)是这个科研团队的核心力量之一。他们和其他合作伙伴共同完成了这个重要的地球科学研究进展。这项成果填补了地球系统演化研究中的核心问题之一:确定早期植物何时在陆地开始扩张,以及如何对地球系统产生影响。 赵教授提到,陆地植物形成的有机质与海洋初级生产者所产生的有机质存在显著差异:陆地植物形成的有机质具有更高的有机碳/磷比值。随着陆地植物在大陆上扩张,陆地光合作用不断增强,陆地有机质的生产相应增加。这些陆地来源的有机质通过河流被输送至海洋,并最终进入海洋沉积物,提高了海洋沉积物中的有机碳/磷比值。 中国科学院地质与地球物理研究所还得到了中国科学院古脊椎动物与古人类研究所、美国耶鲁大学、英国埃克塞特大学和利兹大学、中国科学技术大学等多方支持。他们共同发现新的地球化学证据表明早期植物在4.55亿年至4.45亿年前就已在陆地上大规模扩张开始塑造地球表层环境。