地球系統(tǒng)演化研究領(lǐng)域取得重要突破，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)早期陸地植物對(duì)地球表層環(huán)境的影響時(shí)間遠(yuǎn)早于此前認(rèn)知。中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所團(tuán)隊(duì)通過分析海洋沉積物中的地球化學(xué)特征，重構(gòu)了約4.55億年前陸地植物擴(kuò)張的歷史進(jìn)程，相關(guān)成果已發(fā)表于國(guó)際權(quán)威期刊《自然·生態(tài)與演化》。

研究團(tuán)隊(duì)聚焦于海洋沉積物中有機(jī)碳與磷的含量比值變化。相較于海洋藻類，陸地植物產(chǎn)生的有機(jī)質(zhì)具有更高的碳磷比特征。當(dāng)這些陸源有機(jī)質(zhì)通過河流進(jìn)入海洋后，會(huì)顯著改變海洋沉積物的化學(xué)組成?？茖W(xué)家通過對(duì)比不同地質(zhì)時(shí)期的沉積記錄，發(fā)現(xiàn)晚奧陶世（約4.55億年前）開始出現(xiàn)碳磷比值的持續(xù)升高，這一變化與當(dāng)時(shí)陸地植物的大規(guī)模擴(kuò)張存在直接關(guān)聯(lián)。

量化分析顯示，自晚奧陶世以來，陸地植物貢獻(xiàn)的有機(jī)碳已占海洋沉積物總有機(jī)碳埋藏量的42%±15%，該比例與現(xiàn)代觀測(cè)值（30%-57%）高度接近。古地理重建表明，北美洲所在的勞倫古陸可能是早期植物擴(kuò)張的起源中心，其植物群落的快速繁衍對(duì)全球碳循環(huán)產(chǎn)生了深遠(yuǎn)影響。

值得注意的是，碳磷比值的兩次顯著躍升與晚奧陶世兩次重大碳同位素異常事件完全同步。這表明陸地植物擴(kuò)張不僅促進(jìn)了有機(jī)碳的海洋埋藏，還通過增強(qiáng)硅酸鹽風(fēng)化作用加速了大氣二氧化碳的消耗。研究團(tuán)隊(duì)推測(cè)，植物活動(dòng)引發(fā)的磷循環(huán)變化可能放大了這種效應(yīng)，最終導(dǎo)致大氣氧含量上升、二氧化碳濃度下降，為冰期形成和生物滅絕事件創(chuàng)造了條件。

這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)修正了傳統(tǒng)認(rèn)知中關(guān)于陸地植物演化時(shí)間線的判斷，證明在顯生宙早期，植物登陸即開始重塑地球表層環(huán)境。研究建立的碳磷比值分析方法，為追溯遠(yuǎn)古時(shí)期陸地生態(tài)系統(tǒng)演變提供了新的技術(shù)路徑。