Som ett väsentligt material för överlevnad och reproduktion av nästan alla aeroba organismer, syre är nära relaterat till bildandet och utvecklingen av komplexa organismer. En färsk översikt ger en systematisk översikt över de senaste framstegen i syrecykeln i olika rumsliga och tidsmässiga skalor och den viktiga roll som syre spelar för att forma vår nuvarande beboeliga jord.

Professor Jianping Huang från Lanzhou University är motsvarande författare till recensionen med titeln "The oxygen cycle and a habitable Earth, " som är omslagsartikeln till aprilnumret Vetenskap Kina Geovetenskap år 2021.

Baserat på en sammanfattning av de senaste forskningsresultaten från föregångare, författarna till denna artikel föreslår en kopplingsmodell av jordsystemets fem sfärer med syrecykeln som kärnan, och klargöra länkrollen för syrecykeln i den. I det här pappret, författarna sammanfattade utförligt förändringarna av syrecykeln och dess effekt på jordens beboelighet på flera tidsskalor inklusive modern och geologisk tid, och prospekterade den framtida utvecklingstrenden inom syrecykelforskning.

"Vi tar O ₂ för givet eftersom det bara finns där och vi andas det hela tiden, ändå tog det miljarder år innan det fanns tillräckligt med det för att hålla djur som oss vid liv." Professor Jianping Huang vid Lanzhou University, motsvarande författare till tidningen, pekar ut, "Dessa processer involverar växelverkan mellan olika sfärer i jordsystemet, som är komplexa tvärvetenskapliga frågor med flera tidsmässiga och rumsliga skalor." I denna artikel, författarna illustrerar hur de biokemiska nyckelprocesserna i syrecykeln binder samman de olika sfärerna i jordsystemet genom återkoppling och interaktion. "En beboelig jord bildades gradvis under den långa utvecklingen av syrecykeln."

Effekterna av nuvarande mänskliga aktiviteter på syrekretsloppet och biologisk mångfald diskuteras också. "Fyra av de fem storskaliga utrotningen av arter som har inträffat i jordens historia är relaterade till bristen på syre, " Professor Huang avslutade, "För närvarande, under tvång av mänskliga aktiviteter, vår planet upplever en storskalig syreminskning, med havets syreborttagning som representant. Jordsystemets syrecykel är gradvis ur balans, vilket är mycket oroande."

Studier av syrecykeln täcker ett brett spann av tidsskalor från dagliga till geologiska skalor. Syrecyklerna för olika tidsskalor dominerar kontrollen av atmosfäriskt O ₂ över motsvarande tidsskalor. Dock, en distinkt gräns som skiljer syrecyklerna på lång och kort sikt har ännu inte fastställts, och det komplexa samspelet mellan de kortsiktiga och långsiktiga processerna är fortfarande oklara. Eftersom jordsystemet är ett mycket icke-linjärt och starkt kopplat system, en mindre störning kan ha potential att orsaka en rad dramatiska förändringar. "Det är en högsta prioritet att koppla samman de kortsiktiga och långsiktiga syrgascyklerna under en jämförbar tidsskala snarare än att separera dem.

Effektivt tvärvetenskapligt samarbete mellan underdisciplinerna inom geovetenskap (geologi, oceanografi, atmosfäriska vetenskaper, paleobiologi, etc.), och samhällsvetenskap bör främjas för att avslöja de dolda mekanismer som styr jordsystemets bana och hur banan kan påverka människors framtid." sa Prof. Huang. Lyckligtvis, ansträngningar har gjorts för att vända nedgången av atmosfäriskt O ₂ . I Kina, den gröna muren, som utformades för att mildra ökenspridning och expandera skogar har nått övergripande framgångar under de senaste decennierna. Minskning av koldioxidutsläpp och dess relaterade O ₂ konsumtion har uppnåtts i några större städer runt om i världen.

Denna studie har långtgående vetenskaplig betydelse och viktigt referensvärde för att förstå det potentiella sambandet mellan syrecykeln och den biologiska mångfalden i geologisk historia och utforska den historiska utvecklingen och framtiden för jordens beboelighet.