地学界，一场漫长而激烈的争论是关于地球历史上最大的一次碳酸盐碳同位素组成的负偏，即Shuram事件的成因问题。Shuram事件发生在距今约5.7亿年前的埃迪卡拉纪(6.35至5.39亿年前)，在全球不同板块上均有广泛记录，并与地球早期动物的快速演化大致呼应，成为学界关注的热点。一些科学家认为该事件与全球海洋氧化程度的上升导致大规模的有机碳氧化有关，代表了一次全球表生系统碳循环的巨大扰动。另一些科学家则表示其可能是成岩作用的结果，并非原生事件。这个问题很重要，因为Shuram事件与地球早期动物的快速辐射大致对应，这关系到我们对于早期动物演化机制的理解。

为解开Shuram事件成因之谜，南京大学鲍惠铭教授团队与我院李超教授团队展开合作，对三个不同古大陆的埃迪卡拉纪地层进行了深入研究，重点关注了碳酸盐岩结合态硫酸根的硫氧同位素组成。令人振奋的是，三个地区Shuram期间的硫酸根均显示出明显的¹⁷O负异常(大气氧的独有信号；图1)，同时¹⁷O信号与δ³⁴S、δ¹⁸O及δ¹³C_carb之间存在着良好的正相关性，即随着δ¹³C_carb的负偏，δ³⁴S与δ¹⁸O也同步降低，而¹⁷O则出现显著的负异常。由于后期成岩过程很难将大气氧带入沉积物碳酸盐岩中，因此这一发现毋庸置疑为Shuram事件的原生成因提供了支持。通过进一步的定量分析和模型推演，研究团队提出，是大气氧在Shuram期间氧化了海洋中缺氧且富硫化氢和有机碳的深部水体，产生了大量具有¹⁷O负异常的硫酸盐，并最终导致了Shuram事件的发生(图1)。由于大气氧参与的硫化物氧化才能导致海洋硫酸盐的¹⁷O负异常，这项研究为地球历史上最大的碳同位素负偏事件的原生成因（即古海洋氧化事件）提供了最为直接的证据，证实了5.7亿年前大气氧参与的全球海洋氧化事件的发生，从而也为地球表生系统环境氧化与早期动物辐射之间的关联建立了链接。

尽管对这次海洋氧化事件仍需更多深入探索，但这项研究为科学界指明了新的研究方向和深入探讨的基石。期待更多科学家在这一领域展开更深入的研究，为解开地球历史之谜贡献力量。

目前，该项研究已在线发表在国际权威综合性期刊《Nature Communications》上(https://www.nature.com/articles/s41467-023-39962-9)。其中，我院王海洋研究员为论文第一作者，程猛研究员为合作者，李超教授为共同通讯作者。

图1: Shuram事件中¹⁷O负异常硫酸根的形成机制。大气中的氧气具有特征的非质量依赖的¹⁷O负异常，该信号形成于平流层光化学反应O₂-O₃-CO₂过程，是硫酸根中¹⁷O负异常的唯一来源(通过陆地黄铁矿风化或海水中硫化氢的氧化)。