近日，《科学通报》杂志的亮点述评栏目从“技术创新推动科学进步”的角度，对沉积与生物地球化学国际研究中心李超教授研究团队最新发表在《自然》杂志上的成果“Uncovering the Ediacaran phosphorus cycle”（“解密埃迪卡拉纪磷循环”）进行了评述。

 该评述指出长期以来, 地学界研究古海洋磷循环缺乏直接技术指标。目前的指标主要是依靠页岩内总磷含量(P_total)、富铁矿物磷/铁比(P/Fe)、磷组分提取(P speciation)等3类指标，但是这些指标受沉积水体的氧化还原状态、沉积物中有机物浓度及自生矿物的富集程度等条件影响严重，无法直接揭示古海洋磷浓度和磷循环过程。李超教授团队通过研究发现, 沉积碳酸盐矿物晶格内的磷酸盐浓度与沉积水体内的磷酸盐浓度具有极强相关性, 并因此推断碳酸盐岩样品中的CAP可以用于重建沉积期海水中的磷酸盐浓度。这一最新技术不仅可以提供沉积水体磷酸盐的直接记录, 更兼具了可测试碳酸盐岩分布范围广、时空连续等优点, 是探索古海洋磷循环的理想工具。

Shuram事件中磷循环的演化模式（引自《科学通报》亮点述评原文）

 该评述认为研究团队将该技术运用于地质关键期埃迪卡拉纪, 并在该时期的海洋磷循环方面取得了突破性认识。该研究成果详细描绘了Shuram事件时期海水磷含量与海洋氧化程度的关系, 发现最低的海水磷含量(CAP最低值)同时出现在最富氧海洋与最缺氧海洋环境中, 而海水磷含量的峰值(CAP最高值)出现于海洋逐步氧化及逐步缺氧等两个过程中。与现代氧化海洋磷-氧循环的负反馈关系不同, 这些观察表明埃迪卡拉纪海洋中磷含量的变化与海洋的氧化程度存在解耦关系。这一发现揭开了埃迪卡拉纪缺氧海洋磷-氧循环的独特特征, 为前寒武纪海洋如何维持漫长缺氧状态提供了合理解释, 深化了学界对于地质历史时期磷循环和地球宜居性演化规律的理解。

 该评述总结到技术创新是推动科学进步的关键。CAP技术方法不仅在古海洋磷循环的研究中展示出广阔的应用前景, 而且围绕此技术衍生出的科学问题更能够开辟一个全新的研究领域，如 CAP进入碳酸盐晶格的方式、在晶格内的赋存状态、无机和有机矿化过程中CAP的差异、碳酸盐沉积过程中的CAP 的动力学分异、不同成岩阶段CAP的保存及对成岩流体的记录潜力、CAP内氧同位素(δ¹⁸O、δ¹⁷O)能否记录古环境和古生物信息等科学问题, 都将成为全新的研究课题。

 编者注：沉积与生物地球化学国际研究中心一直秉持着“问题引领、技术研发、学科交叉、融合创新”的发展理念。在这一理念的指导下，该中心长期聚焦于沉积与生物地球化学领域的重要科学问题，注重技术研发，不断创新，通过提出和发展具有创新性的研究方法和技术，为学术界和相关领域研究提供了新的视角和研究思路。

亮点述评链接：

https://doi.org/10.1360/TB-2023-0624

论文原文链接：

https://www.nature.com/articles/s41586-023-0