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吴昊,Aug. 10, 2023
“Canfield Ocean”(Donald Canfield et al, 1998)指在元古宙时期可能广泛存在硫化海洋。这种海洋是从缺氧水体到氧化水体的过渡,可能持续上亿年。该模型认为是S而不是氧气导致Fe的沉积。
图1. 海洋氧化还原条件的演变
在大氧化事件发生之前,溶解氧开始在海洋中积累(可能是短暂的),并且在~2.7 Ga之前就存在含氧或部分含氧的表水。这种早期氧化对硫循环产生了影响,在传输和沉积过程中增加了黄铁矿的氧化从而向海洋供应硫酸盐。在一些大陆斜坡环境中,会形成短暂的、空间上受限的硫化楔形水体。基于对这种全体硫化海洋维持的困难,以及一些沉积物的研究,李超等人认为,元古宙整体可能是铁化海洋。
图2
大气增氧事件(GOE)的发生,温暖氧化的大气环境加快了地表岩石的风化,含硫岩石风化形成硫酸根离子随着河流输送到海水中。同时,海水表层的氧化水体中,光合作用向大气释放氧气并且储存有机物,分解有机物消耗水体氧气使得底部形成缺氧环境,这种高S缺氧环境利于硫还原细菌把硫酸盐转化为硫化物,进而形成硫化海洋。
汇报人总结梳理相关认识,说明早期海洋属于缺氧铁化状态,27亿年左右开始形成小规模硫化海洋,19亿年大规模发展,约6亿年开始消失,最后变为氧化海洋。硫化海洋是生物和环境共同作用的结果。
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