近日，由合肥工業大學資源與環境工程學院聯合中國科學技術大學等機構組成的研究團隊在國際著名期刊《通訊-地球與環境》（Communications Earth & Environment）發表了一項突破性研究。通過分析中國華南地區埃迪卡拉紀陡山沱組的碳酸鹽巖，首次發現Shuram期間鋰同位素的顯著負偏現象，并揭示了大陸風化增強是驅動Shuram事件的關鍵機制。這一發現為理解早期地球氣候、海洋化學與生命演化的協同關系提供了新視角。
在地球漫長的歷史中，大約5.7億年前的埃迪卡拉紀是一個充滿謎團的時期。這一時期不僅見證了最早的宏體動物——“埃迪卡拉生物群”的崛起，還記錄了一次被稱為“Shuram碳同位素負偏”的全球性地質事件。這一事件中，海洋碳酸鹽的無機碳同位素值驟降至地球歷史最低水平，同時伴隨著短暫的海洋氧化。然而，究竟是什么觸發了這一系列變化，科學界一直爭論不休。
通過對華南兩條地質剖面的碳酸鹽巖進行分析，團隊發現鋰同位素在Shuram事件期間出現了5‰–10‰的負偏。經過嚴格的成巖作用與礦物學效應評估，這一信號被確認為原始海水記錄。進一步的動態盒子模型模擬顯示，當時大陸硅酸鹽風化強度突然提升至現代水平的1.6倍，且風化模式從“不一致風化”轉變為“一致風化”——這意味著更多新鮮礦物被快速溶解，向海洋輸送了大量營養物質（如磷、鐵）和氧化劑（如硫酸鹽）。
增強的風化作用刺激了淺海初級生產力，產生的氧氣或硫酸鹽注入可能氧化了上升流的溶解有機碳庫，從而引發碳同位素負偏。這一短暫增強的大陸風化過程可能與當時“跨岡瓦納超山脈”的隆升及全球升溫（約1.5°C）密切相關，構造活動與氣候變化共同塑造了地球表面的氧化狀態和海洋化學。脈沖式增強的風化作用為埃迪卡拉生物群的崛起創造了短暫但關鍵的“氧氣窗口”。5.7億年前的這次短暫的大陸風化加速，與埃迪卡拉生物群的快速崛起和消亡可能有著密切的關聯，并為宏體動物的演化按下了加速鍵。
合肥工業大學資源與環境工程學院青年教師孫賀為文章第一作者兼通訊作者，合肥工業大學為第一通訊單位，中國科學技術大學肖益林教授為共同通訊作者，本研究得到了國家自然科學基金面上項目、中國科學院戰略性先導科技專項、以及中央高校基本科研基金等項目的共同資助。
論文網址：https://www.nature.com/articles/s43247-025-02420-z
（孫賀/文 孫賀/圖 南國君/審核）
責任編輯：雷磊
