地球科学家苦于缺少直接证据，一直靠模型推测古海洋碳储。

ETH苏黎世教授JORDON HEMINGWAY团队在《Nature》发文：发现蛋形铁矿颗粒——鲕粒（OOIDS），像“滚动雪球”层层生长，把有机碳直接锁进晶体。新分析将海洋溶解有机碳（DOC）储量下调90–99%，推翻“千百万年高碳库”旧共识，为冰期、缺氧事件与复杂生命演化提供新解释框架。

Cross-section of an egg-shaped iron oxide stone: It holds information about the amount of organic carbon in the sea millions of years ago, much like a time capsule.

Credit: Nir Galili /ETH Zurich

碳如何入海：光合-海洋雪-深埋三件套

碳进入海洋两条主路径：大气CO₂溶入海水；浮游植物光合固碳形成“海洋雪”。未被摄食的有机碎屑沉到海底即被埋藏百万年；同时微生物分解粪便与尸体，再生成分子级DISSOLVED ORGANIC CARBON（DOC），储量是现代生物体碳量的200倍，被视为生命积木巨大储库。

氧革命两次飙升：高碳库假说由来

研究者曾根据沉积岩异常推断10–5.41亿年前DOC特别丰富，以此解释同期全球冰川与复杂生命同步出现。

2.4–2.1亿年与5.4亿年前后两次“氧灾”把大气氧推至21%，伴随极端冰期；高效有氧代谢让多细胞生命得以演化，高碳库被视为氧气与冰期的“燃料库”。

蛋形铁石作证：DOC被高估两个数量级

团队首次直接测鲕粒内有机碳杂质，回推16.5亿年海洋DOC演化。

结果：10–5.41亿年前DOC仅为现代水平1–10%；第二次氧灾后DOC才升至目前6600亿吨。

解释：大型真核生物出现→海洋雪沉降加速→深海缺氧→碳不再循环→DOC急剧萎缩；直至深海充氧，碳库才重新膨胀。

古地球启示：深海缺氧或在未来重演

结论改变对地外生命演化的预期，也警示今日：人类活动致海洋升温与污染→深层水团含氧量下降。若深海持续脱氧，“碳库萎缩—冰期扩大”历史桥段可能在遥远未来以新形式重现；监控深海氧浓度与碳埋藏通量因此成为预测长期气候与生态系统稳定性的关键指标。

Journal

Nature

DOI

Article Title

The geologic history of marine dissolved organic carbon from iron oxides

Article Publication Date

13-Aug-2025

COI Statement

none

本文封面图片来源

Nir Galili /ETH Zurich

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文章来源：EurekAlert優睿科科学平台

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