海洋化学が生命の呼吸を維持するのに果たした役割(How ocean chemistry helped life keep breathing)

2026-09-29 カリフォルニア大学リバーサイド校(UCR)

約23億年前の「大酸化イベント(Great Oxidation Event)」後、地球の大気中で酸素がどのように長期間維持され、生命の進化を支えたのかを、古代海洋の化学循環から解明した研究である。UC Riversideなどの研究者は、南アフリカの古代岩石を新手法で分析し、リンが生物に利用可能な形でどの程度存在したかを調べた。その結果、酸素増加に伴って海洋中の硫酸濃度が上昇し、微生物による有機物分解が促進され、リンが海水へ再循環する仕組みが成立したことを示した。リンの供給は生物生産を高め、有機炭素の埋没を促進し、その結果として大気中の酸素がさらに増えるという正の循環が形成されたと考えられる。この成果は、古代の酸素変動や複雑な生命の進化だけでなく、現在の海洋脱酸素化や地球外生命探査を考える上でも重要な知見となる。

<関連情報>

地球の大酸化期における酸素化ダイナミクスに対する栄養素の制御 A nutrient control on oxygenation dynamics during Earth’s Great Oxidation Episode

Lewis J. Alcott, Benjamin J. W. Mills, Andrey Bekker, Zidong Peng & Simon W. Poulton
Nature Communications  Published:27 August 2026
DOI:https://doi.org/10.1038/s41467-026-76597-y

海洋化学が生命の呼吸を維持するのに果たした役割(How ocean chemistry helped life keep breathing)

Abstract

Earth’s first rise in atmospheric oxygen occurred over a protracted period from ca. 2.43 to 2.06 billion years ago during the Great Oxidation Episode (GOE). The GOE was marked by extreme climatic instability, which likely impacted the bioavailability of the principal limiting nutrient, phosphorus. Here, we investigate phosphorus cycling across the final two glaciations of the GOE, as documented by the Transvaal Supergroup, South Africa. Utilising a phosphorus phase partitioning approach, we show that following an enhanced weathering-induced phosphorus influx that stimulated oxygenation in the aftermath of glaciation, sedimentary phosphorus recycling was controlled by feedback-driven fluctuations in sulphate availability and oceanic redox state. Biogeochemical modelling suggests that this dynamic interplay drove major instability in atmospheric oxygen levels during Earth’s protracted transition to a persistently oxygenated atmosphere.

1702地球物理及び地球化学
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