巨大火山噴火が促す酸化的世界の幕開け~太古代末期の「酸素のゆらぎ」の要因を解明~

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2025-03-10 東京科学大学

東京科学大学(Science Tokyo)の研究チームは、太古代末期における「酸素のゆらぎ」の要因を解明しました。彼らは、大気中の酸素濃度が低かった時代の地球環境を再現する数理モデルを開発し、巨大火山噴火が大気中の二酸化炭素濃度を急上昇させたことを示しました。これにより、大陸の化学的風化が促進され、海洋への栄養塩供給が増加し、シアノバクテリアの光合成活動が活発化して大気中の酸素濃度が一時的に上昇したと推定されています。この研究は、地球の酸素環境進化と生命の共進化の理解に新たな視点を提供するものです。

<関連情報>

激しい火山活動とアルケアン大気の一過性酸素化のメカニズム的関連性 Mechanistic links between intense volcanism and the transient oxygenation of the Archean atmosphere

Yasuto Watanabe,Kazumi Ozaki,Mariko Harada,Hironao Matsumoto & Eiichi Tajika
Communications Earth & Environment  Published:10 March 2025
DOI:https://doi.org/10.1038/s43247-025-02090-x

巨大火山噴火が促す酸化的世界の幕開け~太古代末期の「酸素のゆらぎ」の要因を解明~

Abstract

The Archean Earth was characterized by a persistent reducing atmosphere, while the occurrence of transient atmospheric oxygenation events—whiff of oxygen—has been suggested, the precise nature and causes of which remain elusive. Here we used a biogeochemical model, corroborating the eruption of large igneous provinces as a plausible mechanistic explanation for these transient oxygenation events. Our results show that biogeochemical dynamics induced by eruptions of large igneous provinces could have caused transient increases in atmospheric oxygen levels lasting for more than several million years. Notably, we show that continental growth would have mitigated conditions for transient oxygenation. This may imply that the whiffs during the late Archean infer that the Earth system was approaching a tipping point for the permanent oxidation of the atmosphere. Our results highlight the mechanistic link between planetary volcanic activities and the dynamic evolution of the atmosphere at the dawn of the Great Oxidation Event.

1702地球物理及び地球化学
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