大气氧化是地球宜居性演化的重大事件，深刻影响地球多圈层相互作用。近年来，永利304官网唯一表生地球化学教育部重点实验室李高军教授团队重点关注大气氧化与大陆风化之间的相互作用。例如，新元古代大气氧化事件可能通过氧化作用，加深风化前锋带，增强风化作用CO2吸收效率，从而引起全球性雪球地球事件（Wei & Li, 2024）。根据风化带氧化推进假说，大陆风化与大气氧化理应存在耦合关系，但缺乏深时大陆风化记录予以支撑。最近，该团队根据元素地球化学循环原理，提出基于页岩K/Al大数据恢复大陆风化的新方法。大陆风化向海洋同时提供K和Al而洋壳风化仅仅提供K（图 1），大陆风化贡献占比越高，海洋页岩沉积K/Al越低。根据近1.8万个页岩数据集成，研究发现在晚新元古代-早古生代之后，大陆风化呈现数量级增长，与大气氧化过程密切相关。研究还认为，大陆风化P输入导致的有机碳埋藏与大气氧化之间存在正反馈作用，进一步促进大陆风化与大气氧化（图2）；晚新元古代-早古生代大陆风化增强之后才能形成大量黏土，并深刻影响俯冲过程、造山运动、岩浆作用、金属矿产和油气资源的形成；大陆风化增强有利于岩石K、P等营养元素释放，产生的黏土也有利于陆地水分保持，这些因素可能是植物登陆的前提。
该研究成果近期发表于自然指数（Nature Index）期刊《Geophysical Research Letters》。博士生欧阳盛辉为论文第一作者，李高军教授为通讯作者，其他作者包括我校季峻峰教授，魏广祎副教授，成都理工大学李超教授，英国利兹大学Benjamin J. W. Mills教授和南非大学David W. Hedding教授。本研究受国家自然科学基金委与深地国家科技重大专项资助。研究思路受深时数字地球(DDE)大科学计划启发。
图 1 基于大陆风化和洋壳风化对页岩K/Al的响应（图中箭头大小和通量相当）
图 2 大陆风化与造山活动、陆生植物登陆以及大气氧化构成的正反馈网络
论文信息
Ouyang, S., Ji, J., Li, C., Mills, B.J.W., Wei, G.-Y., Hedding, D.W., Li, G.*, 2025. Phanerozoic Onset of Massive Continental Weathering. Geophysical Research Letters 52, e2025GL117072.
参考文献
Wei, G.-Y., Li, G., 2024. Atmospheric oxygenation as a potential trigger for climate cooling. Science Bulletin 69, 3717-3722.
图文：欧阳盛辉
审核：陈天宇
