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氧气（O2）是人类与动物呼吸的必需物质，但在早期地球大气中几乎没有氧气，直至第一次大氧化事件（The Great Oxidation Event，24.5–23.3亿年前）之后，大气中才开始有氧气的积累，此后出现了真核生物等复杂生命。因此，地球初始氧的起源是解译地球宜居性演化与生命进化的关键。
中国科学院广州地球化学研究所林莽等-PNAS：放射性硫同位素示踪太阳活动（图）
林莽 放射性硫 同位素 岩石圈
2023/8/4
太阳是太阳系的主要能量来源，控制着地球的气候和水文系统，从而维持地球表生环境的生命活动和宜居性。重建过去的太阳活动历史，对评估异常太阳活动的强度和频率，预测其对宇航员、现代科技通讯和生态系统的影响都有重要意义。高能宇宙射线轰击地球大气可以产生放射性同位素（又称宇生核素，如碳14、铍10等），这些宇生核素存在于地球系统的多个圈层（如大气圈、水圈、冰冻圈、生物圈、岩石圈等）。由于太阳活动强度可以调节进...
PNAS：火星Gale陨石坑观察到亏损的碳同位素组成（图）
火星 Gale陨石 亏损 碳同位素组成
2023/1/14
火星沉积有机碳的碳同位素组成可以示踪其本地有机物的潜在来源，揭示火星碳循环过程。火星科学实验室（MSL）——“好奇号”火星车在过去9年间（2012年8月—2021年7月），对Gale陨石坑附近河湖相沉积系统开展了长期探测，共采集和分析了30余个钻孔样品，这些样品均取自Gale陨石坑数百米地层中不同的岩性单元（图1），代表了该区域复杂的演化历史，为碳同位素研究提供了绝佳机会。
王长乐等-PNAS：元古宙中期地球低氧（图）
元古宙中期 地球低氧 充氧历史
2023/1/16
地球的充氧历史是一个漫长复杂的过程。大气氧含量经历了元古宙早期（大氧化事件，2.45-2.2 Ga）和晚期（新元古代氧化事件，0.63-0.54 Ga）两个阶段的提升才接近现今氧水平(PAL)。早期生命在此过程中完成了从原核生物到真核生物再到动物的进阶演变。长期以来，地球表生环境与生命演化之间的内在因果联系一直成为科学家研究的热点与焦点问题。
PNAS：地球最早的大陆何时开始高出海平面（图）
地球大陆 海平面 地质运动
2023/1/14
大陆地壳的浮现(即大陆地壳抬升至海平面之上)对地球大气圈-水圈的化学性质和气候的长期变化造成剧烈影响。大量证据表明，大陆地壳在2.5 Ga之前就已经抬升至海平面之上 (Bindeman et al., 2018; Kump and Barley, 2007)，如克拉通盖层广泛发育有2.7 Ga之前的古土壤和陆相沉积物，沉积物中的碎屑锆石从2.8 Ga开始呈现更为多样的年龄组成。此外，一般认为太古宙...
PNAS：利用密集地震阵列观测冰下水文系统及其动力学（图）
地震阵列 冰下水文系统 动力学
2023/1/14
冰川表面产生的融水大部分通过冰川裂隙和冰川竖井流向冰川底部，进而经冰下排水系统（简称“冰下水系”）流向冰川末端。在这个系统中，水压调节冰-岩界面的耦合，决定冰川的滑移速度。因此，水压对冰川和冰盖的稳定性及其对海平面上升的贡献有重大影响。冰下水压与融水在冰川下的流动路径有着复杂的关系，主要取决于水是流经冰下空洞主导（Cavity-dominated）、分散且低效的排水系统(Lliboutry et ...
PNAS: 金星的“板块构造”——全球尺度分块运动的岩石圈（图）
金星 板块构造 全球尺度分块运动 岩石圈
2023/1/14
金星是离地球最近的行星，大小和密度与地球十分相似，因而常被认为是地球的姊妹星，对金星的研究对于我们了解地球的早期历史以及类地行星的演化过程具有重要意义。目前人们对金星的观测还很匮乏，它的全球物理模型参数都是通过类比地球得到的。金星没有地球那样显著的板块漂移特征（Phillips et al., 1981），研究人员认为它可能存在停滞盖层（stagnant-lid）或周期性盖层（episodic-l...
近日，中国科学院古脊椎动物与古人类研究所周忠和、王敏与中国科学院地质与地球物理研究所孟庆任、朱日祥在PNAS发表一篇合作研究论文，“早白垩世热河生物群的时空演化对华北克拉通破坏的响应”。
PNAS：一种对矿物进行分类的新方法
PNAS 矿物 分类 新方法
2021/3/5
钻石恒远，但这并不意味着所有的钻石都有共同的历史。每一颗钻石在成分和成因上都与其他钻石不同，但根据国际矿物学协会（IMA）的权威规定，它们都被归类为“钻石”。对于物理学家而言，这种不一致不构成任何问题，但是对于行星科学家以及其他努力了解矿物历史背景的人，这种分类系统埋下了问题。
科学的进步取决于不断发展的分类，即将自然物体和现象划分为“自然种类”。
PNAS：下地幔稳定存在超富水斯石英（图）
PNAS 下地幔 超富水斯 石英
2020/4/30
水是地球区别于其它行星的重要标志物。除了在地表参与气候变化、地貌变化以及一系列生命过程之外，水在地球深部岩浆活动、板块俯冲、地幔对流等诸多地质过程都起到了关键作用。伴随板块俯冲，地表的含水矿物、流体和挥发分通过这一巨大的传输带进入地球内部，最后相当数量的俯冲水又通过岩浆活动等回到地表，从而形成大规模的深部水循环。
最近，南京大学地球科学与工程学院陈立辉教授课题组与日本海洋研究开发机构(JAMSTEC)、德国马普化学所和中科院地质与地球物理研究所的科学家合作，在地幔地球化学领域取得重要进展。这个国际团队采用新兴的镁同位素示踪技术，结合传统的放射成因同位素示踪技术，通过分析南太平洋Pitcairn岛玄武岩的同位素组成，发现起源于核幔边界的地幔柱中存在古老地表碳酸盐的化学“印记”。相关成果Recycled anc...
北京大学地球与空间科学学院沈冰课题组运用镁同位素揭示了6.35亿年前雪球地球结束过程的化学风化作用。这一研究成果于近日在《美国国家科学院院刊》（Proceedings of the National Academy of Sciences USA）上在线发表。在距今7.2亿到6.35亿年前的新元古代晚期，地球经历了两次全球冰期事件（Sturtian冰期和Marinoan冰期），使得地球处于一种全球...
2016年8月23日，北京大学地球与空间科学学院薛进庄等在PNAS杂志发表了题为Belowground rhizomes in paleosols: the hidden half of an Early Devonian vascular plant（古土壤中的地下根状茎：早泥盆世维管植物隐藏的另一半）的封面文章，揭示了早期维管植物在促进土壤圈形成以及增强地貌稳定性方面的显著作用。
云南大学—云南省古生物研究重点实验室侯先光研究团队《PNAS》发文报道呈3维立体保存的最早的无节节肢动物幼虫（图）
云南大学—云南省古生物研究重点实验室 侯先光研究团队 PNAS 呈3维立体保存 最早 无节节肢动物幼虫
2016/5/4
2016年5月2日， 由云南大学——云南省古生物研究重点实验室古生物学家侯先光教授和刘煜博士联合德国、美国科学家组成的研究团队，在国际权威学术期刊《美国科学院院报》（PNAS）发表了题为“A three-dimensionally preserved minute larva of a great-appendage arthropod from the early Cambrian Chengj...
一项研究发现，对拟南芥（Arabidopsis thaliana）细胞内的光合作用细胞器的膜上的转运体的进化起源的一项分析提示，这些转运体可能起源于被蓝细菌吞下的古代原生生物祖先，而这种转运体从宿主到蓝细菌内共生体的迁移可能帮助在这两种生物之间建立了一种代谢联系，让早期光合作用生物的进化成为可能。