【港大突破】早期地球「磷」藏陷阱！揭開大氧化事件延遲數億年關鍵

香港大學（港大）地球及行星科學系研究團隊近日取得突破性進展，成功揭示早期地球（約32億至25億年前）富含鐵質的海洋中，層狀矽酸鹽礦物如何透過「二價鐵橋接效應」，大量吸附並移除海水中的溶解磷酸鹽，從而可能限制了早期生命的營養供應，解釋了大氧化事件延遲數億年才發生的謎團。此項重要研究成果已發表於國際權威期刊《自然·通訊》（Nature Communications）。

磷是生命不可或缺的關鍵元素，其供應量直接影響海洋初級生產力。然而，在早期地球的獨特化學環境下，磷的循環機制與現今大不相同。研究團隊結合實驗與模擬分析，發現高嶺石、蒙脫石等常見層狀矽酸鹽礦物，在富含二價鐵離子（Fe²⁺）的早期海洋中，能與磷酸鹽形成穩定的化學橋接，將磷酸鹽牢牢吸附在礦物表面。當這些礦物沉降並埋藏於沉積物中，磷元素便隨之從海水中消失，大幅降低了其生物可利用性。

論文第一作者、港大博士後研究員崔幸博士解釋，這種「Fe(II)橋接效應」是早期地球磷循環中的一個重要流失途徑。研究團隊估計，僅由層狀矽酸鹽吸附所造成的磷埋藏通量，可能與當時河流輸入海洋的總活性磷通量相當，意味著輸入的磷幾乎被同步移除，難以在海洋中累積。

這種長期的磷元素受限，被認為是抑制海洋生物生產力增長，進而導致大氧化事件延遲發生的主因。港大地球及行星科學系莫秀琼基金教授趙國春教授表示，這項研究加深了對早期地球環境與生物共同演化的理解，並為研究其他天體（如早期火星）的營養循環和潛在宜居性提供了重要參考框架。

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