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)早期陸地植物對地球表層環(huán)境的影響時間遠早于此前認知。中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所團隊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張的歷史進程，相關(guān)成果已發(fā)表于國際權(quán)威期刊《自然·生態(tài)與演化》。

研究團隊聚焦于海洋沉積物中有機碳與磷的含量比值變化。相較于海洋藻類，陸地植物產(chǎn)生的有機質(zhì)具有更高的碳磷比特征。當這些陸源有機質(zhì)通過河流進入海洋后，會顯著改變海洋沉積物的化學(xué)組成。科學(xué)家通過對比不同地質(zhì)時期的沉積記錄，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，這一變化與當時陸地植物的大規(guī)模擴張存在直接關(guān)聯(lián)。

量化分析顯示，自晚奧陶世以來，陸地植物貢獻的有機碳已占海洋沉積物總有機碳埋藏量的42%±15%，該比例與現(xiàn)代觀測值（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張的起源中心，其植物群落的快速繁衍對全球碳循環(huán)產(chǎn)生了深遠影響。

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。這表明陸地植物擴張不僅促進了有機碳的海洋埋藏，還通過增強硅酸鹽風(fēng)化作用加速了大氣二氧化碳的消耗。研究團隊推測，植物活動引發(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。

這項發(fā)現(xiàn)修正了傳統(tǒng)認知中關(guān)于陸地植物演化時間線的判斷，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，為追溯遠古時期陸地生態(tài)系統(tǒng)演變提供了新的技術(shù)路徑。