科学家们一直都在好奇,那些最早在地面上安家的植物到底是哪年开始大量生长的。赵明宇是中国科学院地质与地球物理研究所的研究员,他和团队花了不少功夫研究这个问题,结果发现了一些新的证据。这些证据表明,植物其实早就开始改变地球的表层环境了,时间比大家以前想的还要早很多。他们的研究结果发表在2月24日那天的《自然·生态与演化》杂志上。 团队仔细分析了不同氧化还原条件下的海底沉积物记录,发现有机碳和磷的比值在大约4.55亿年前突然变高了。经过各种推测和计算,他们觉得这是因为陆地上的植物长得越来越茂盛,光合作用变得更强了。根据模型估算,从那个时候开始,流进海洋里的陆源有机碳已经占到总有机碳埋藏量的42%左右了,上下浮动15%。这个数字已经很接近现在的情况了,大概在30%到57%之间。 他们还发现在一个叫劳伦古陆的地方(也就是现在的北美洲那些地方),植物最早开始扩张。研究还发现,在大约4.55亿年前的那段时间里,有机碳和磷的比值出现了两次明显的升高。这跟当时发生的两次碳同位素异常事件正好对上了号。这说明当时大量富碳但缺磷的陆地有机物被冲进了海里。这种情况促进了全球碳的埋藏,大气里的氧气就多了起来,二氧化碳却少了。 另外一个有趣的发现是,植物长得太快了也会让岩石风化得更快,释放出更多的硅酸盐和磷。这两种物质进入了水体后,很可能进一步放大了之前提到的那些环境变化。 综合起来看,赵明宇认为大约在4.55亿年前早期的陆地植物就开始大幅推动地球表层环境的氧化过程了。这种变化很可能跟后来的晚奥陶世冰期和大规模物种灭绝事件有很大关系。