Изучение эволюции обитаемости Земли, регулируемой кислородным циклом

Кислород тесно связан с формированием и развитием сложных организмов. Обзорная статья систематизирует последние достижения в изучении кислородного цикла на разных пространственно-временных масштабах и его важной роли в формировании нашей современной обитаемой планеты.

Авторы статьи, опубликованной в журнале Science China Earth Sciences, предлагают модель связи пяти оболочек земной системы с кислородным циклом в качестве ядра. Они обобщают изменения кислородного цикла и его влияние на обитаемость Земли на временных масштабах от современных до геологических.

«Мы принимаем O₂ как данность, но потребовались миллиарды лет, чтобы его стало достаточно для поддержания жизни таких животных, как мы», — отмечает профессор Ланьчжоуского университета Цзяньпин Хуан. В статье показано, как ключевые биохимические процессы в кислородном цикле связывают различные сферы земной системы. «Обитаемая Земля сформировалась в ходе длительной эволюции кислородного цикла».

Обсуждается влияние деятельности человека на кислородный цикл и биоразнообразие. «Четыре из пяти крупных вымираний видов в истории Земли связаны с нехваткой кислорода, — заключает профессор Хуан. — В настоящее время под воздействием человеческой деятельности наша планета переживает крупномасштабное снижение содержания кислорода, о чем свидетельствует деоксигенация океана. Кислородный цикл земной системы постепенно выходит из равновесия».

Исследования охватывают широкий диапазон временных масштабов. Однако сложное взаимодействие между краткосрочными и долгосрочными процессами цикла остается неясным. «Важнейшим приоритетом является объединение краткосрочных и долгосрочных кислородных циклов в сопоставимом временном масштабе», — сказал профессор Хуан. Для понимания скрытых механизмов, контролирующих траекторию развития земной системы, необходимо эффективное междисциплинарное сотрудничество.

Исследование имеет важное научное значение для понимания потенциальной связи между кислородным циклом и биоразнообразием в геологической истории, а также для изучения эволюции и будущего обитаемости Земли.