惑星科学：恒久的な大気酸素化における2億年の遅れ

大気中の酸素の増加は、表層環境の化学的性質と地球の居住可能性の本質を根本的に変えた。初期の大気酸素化は、複数回の全球凍結を特徴とする、気候が極端に不安定な時代に長期にわたって起こり、酸素濃度が現在の大気中濃度の10⁻⁵以上に最初に上昇した時期は約24億3000万年前に絞り込まれている。しかし、その後の大気中酸素濃度の変動は約23億2000万年前まで生じていたことが報告されており、この年代は、大気の酸素化が不可逆的になった時期であると推定されている。今回我々は、南アフリカのトランスバール超層群の海洋堆積物に記録されている、古原生代初期の最後の2回の氷河期にわたって、大気と局所的な海洋の酸化還元状態を高い分解能で再構築したことを報告する。我々は、複数の硫黄同位体と鉄–硫黄–炭素のシステマティクスを用いることで、海洋の酸化還元化学と気候の大きな摂動に関連した、約23億2000万年前以降の大気中酸素濃度の継続的な変動を示す。従って、酸素濃度は現在の大気中濃度の10⁻⁵というしきい値をまたいで約2億年にわたって変動しており、最終的に大気が恒久的に酸素化に達したのは、約22億2000万年前のロマグンディの炭素同位体比異常の時期で、これまでの見積もりより約1億年遅かったと見られる。

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