科学家们发现了地球早期大气和地幔深处化学成分之间的一个至关重要的联系。这项研究由朴茨茅斯大学和蒙彼利埃大学的研究人员领衔，其揭示了地球上生命演化以及大气中氧气增加的过程。

该团队对古代俯冲带形成的岩浆展开了研究俯冲带是地壳的一部分重新回到地幔的区域，而这一时期处于地球历史上的关键节点——大氧化事件（GOE）此事件发生在大约21亿至24亿年前，是地球大气中氧气水平迅速上升，进而改变地球生命与环境的一段时期。

然而，针对大气变化如何于地幔留下痕迹的研究寥寥无几此项新研究成果发表于《自然地球科学》杂志它深入探究了板块构造——即地球外壳移动与重塑地表这一过程——在大气、地表以及深层地幔之间实现元素循环和交换所发挥的作用。

直至目前，要找到理解这些相互作用的可靠方法仍颇具挑战性通过对GOE前后形成的岩浆展开研究，该团队发现了岩浆从还原态向更氧化态的转变这是由于来自山脉、经风化和侵蚀后变成沉积物的氧化沉积物深层俯冲所致——这揭示了沉积物再循环为大气进入地幔提供了一条途径。

这一发现表明，这些氧气的“一阵”或许改变了地幔，致使钙碱性岩浆的氧化程度增加，改变了大陆地壳的成分，并促使地球上矿床得以形成首席作者、蒙彼利埃大学及朴茨茅斯大学访问研究员卢卡·纳波尼埃洛博士表示：“借助这些发现，我们对地球古代‘呼吸’的理解取得了重大进展。

它不但为地球地质演化提供了重要见解，还揭示了深层地球及其地幔与大气变化之间的紧密联系，让我们对地球外部和内部储备之间的关系有了更清晰的认识”“并且，它还引发了一系列有趣的问题，比如氧气在塑造我们行星历史以及为生命铺路方面所扮演的角色。

”

研究团队运用法国欧洲同步辐射设施的ID21束线，对从巴西米内罗带发现的两亿年前的锆石晶体中的矿物里的硫元素状态进行分析这些锆石晶体宛如时间胶囊，保留了其原始成分他们发现，在大氧化事件之前结晶的岩浆中的矿物呈现还原态的硫；而在大氧化事件之后，这些矿物则变得更为氧化。

纳波尼埃洛博士指出：“地幔氧逸度，简单来说，是衡量氧在岩浆中驱动化学反应能力的一个指标，对于理解火山活动和矿床形成意义重大不过，过去我们缺乏一种可靠的方法来追踪这个参数在地球古代历史中的变化——直到如今。

“这一成果为我们提供了一种有力工具，助力我们理解地球外部和内部储备之间的关系硫的存在形式和岩浆逸度属于动态参数，在岩浆从形成到结晶的过程中会发生变化尽管我们的研究考虑了压力和温度等因素，但要完整追踪从岩浆生成到最终结晶的‘逸度路径’，还需进一步分析。

”

合作者之一、朴茨茅斯大学地质学教授克雷格·斯托里说道：“我们的研究开辟了令人振奋的新研究领域，为深入了解地球古代历史及其与大气发展的深刻联系提供了可能，也促使我们思考关于岩浆类型在时间上的演化以及板块构造与大气循环之间复杂相互作用的问题。

”纳波尼埃洛博士补充道：“当我们持续探索地球地质历史的奥秘时，有一件事可以确定——在地表以下还有更多未知等待我们去发掘”该项研究汇聚了来自朴茨茅斯大学、法国布雷斯特、蒙彼利埃和索邦大学、巴西奥鲁普雷托联邦大学和圣保罗大学以及欧洲同步辐射设施的研究人员的力量。