中新社北京2月24日电(记者孙子)确定第一批植物何时开始在陆地上传播以及它们如何影响地球系统，是地球系统演化研究的中心问题之一。
由中国科研团队领导的一项国际合作发现了新的地球化学证据，表明第一批植物在 455 至 4.45 亿年前开始在陆地上大规模扩张，并塑造了地球表面环境。这个时期比之前公认的4.2亿年早了大约3000万年。
这项研究证明了植物在陆地上的早期扩张。 （赵明宇团队提供）
这项地球科学领域的重要工作，由中国科学院地质与地球物理研究所赵明宇研究员团队联合美国耶鲁大学、英国埃克塞特大学、利兹大学、中国科技大学等专家共同完成中国科学院古脊椎动物与古人类研究所。相关文章于2月24日发表在国际专业学术期刊《自然-生态与进化》网络版上。
论文通讯作者赵明宇研究员指出，陆地植物产生的有机物与海洋初级生产者存在显着差异，陆地植物产生的有机物具有较高的有机碳/磷比。随着陆地植物在各大洲的扩张，陆地光合作用增加，从而陆地有机物的产量增加。
这种陆地来源的有机物通过河流输送到海洋，最终进入海底沉积物，增加了海底沉积物中的有机碳/磷比率。因为陆地有机碳的产生与海洋密切相关。随着埋藏过程的深入，海洋碎屑沉积物中的有机碳/磷比已成为追踪陆地有机碳输入甚至反映陆地净初级生产力变化的重要指标。
本研究的主要作者、中国科学院地质与地球科学研究所博士后蔡家辰对不同氧化还原条件下的海相碎屑沉积记录进行了系统分析。他说，分析表明，有机物中碳磷的比例较大约4.55亿年前显着增加。研究小组对多种可能的控制措施的评估是，这种变化表明，它反映了伴随着第一批陆地植物的扩张而出现的土地净初级生产力的大幅增加。
混合模型估计进一步表明，自晚奥陶世（约4.55亿年前）以来，陆地有机碳已占海洋沉积物中埋藏的有机碳总量约为 42 ± 15%，接近现代水平（30%–57%）。古大陆规模的分析还表明，陆地植物的传播可能首先发生在劳伦西亚（像今天的北美一样的重要地方）。
研究还表明，晚奥陶世有机碳/磷比显着增加了两倍。这对应于这一时期发生的两次主要碳同位素异常。这表明富碳、贫磷的陆地有机质对海洋沉积物的贡献促进了全球有机碳的埋藏，从而促进了大气氧含量的积累、二氧化碳浓度的降低。此外，陆地植物的迅速蔓延导致硅酸盐和磷的侵蚀加剧，进一步加剧了损害。这些环境影响。
总体而言，第一批陆地植物的出现赵明宇说，大约4.55亿年前，可能显着加速了地球表面环境的氧化过程，这可能促成了奥陶世晚期冰河期和生物大灭绝事件的出现。 （完）
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