Als essentieel materiaal voor het overleven en de voortplanting van bijna alle aerobe organismen, zuurstof is nauw verwant aan de vorming en ontwikkeling van complexe organismen. Een recent overzicht biedt een systematisch overzicht van de nieuwste ontwikkelingen in de zuurstofcyclus op verschillende ruimtelijke en temporele schalen en de belangrijke rol die zuurstof speelt bij het vormgeven van onze huidige bewoonbare aarde.

Professor Jianping Huang van de Lanzhou University is de corresponderende auteur van de recensie getiteld "The oxygen cycle and a habitable Earth, " dat is het omslagartikel van het aprilnummer Wetenschap China Aardwetenschappen voor 2021.

Op basis van een samenvatting van de nieuwste onderzoeksresultaten van voorgangers, de auteurs van dit artikel stellen een koppelingsmodel voor van de vijf bollen van het aardsysteem met de zuurstofcyclus als kern, en verduidelijk de verbindende rol van de zuurstofcyclus daarin. In deze krant, de auteurs vatten de veranderingen van de zuurstofcyclus en het effect ervan op de bewoonbaarheid van de aarde op meerdere tijdschalen uitgebreid samen, waaronder moderne en geologische tijd, en prospecteerde de toekomstige ontwikkelingstrend van zuurstofcyclusonderzoek.

"We nemen O ₂ vanzelfsprekend omdat het er gewoon is en we het de hele tijd inademen, toch duurde het miljarden jaren voordat er genoeg van was om dieren zoals wij in leven te houden." Professor Jianping Huang van Lanzhou University, de corresponderende auteur van het artikel, wijst erop, "Deze processen omvatten de interactie van verschillende sferen van het aardsysteem, dat zijn complexe interdisciplinaire problemen met meerdere temporele en ruimtelijke schalen." In dit artikel, de auteurs illustreren hoe de belangrijkste biochemische processen in de zuurstofcyclus de verschillende sferen van het aardsysteem met elkaar verbinden door middel van feedback en interactie. "Een bewoonbare aarde vormde zich geleidelijk tijdens de lange evolutie van de zuurstofcyclus."

Ook de effecten van huidige menselijke activiteiten op de zuurstofkringloop en biodiversiteit komen aan bod. "Vier van de vijf grootschalige uitstervingen van soorten die in de geschiedenis van de aarde hebben plaatsgevonden, houden verband met het gebrek aan zuurstof, " Professor Huang concludeerde, "Momenteel, onder dwang van menselijke activiteiten, onze planeet ervaart een grootschalige zuurstofreductie, met de deoxygenatie van de oceaan als vertegenwoordiger. De zuurstofkringloop van het aardsysteem raakt geleidelijk uit balans, wat zeer zorgwekkend is."

Studies van de zuurstofcyclus bestrijken een groot aantal tijdschalen van dagelijkse tot geologische schalen. De zuurstofcycli van verschillende tijdschalen domineren de controle van atmosferische O ₂ over de bijbehorende tijdschema's. Echter, er moet nog een duidelijke grens worden vastgesteld die de zuurstofcycli op lange en korte termijn scheidt, en de complexe interacties tussen de korte- en langetermijnprocessen blijven onduidelijk. Aangezien het aardsysteem een ​​zeer niet-lineair en sterk gekoppeld systeem is, een kleine verstoring kan een reeks dramatische veranderingen veroorzaken. "Het is een topprioriteit om de korte- en langetermijnzuurstofcycli onder een vergelijkbare tijdschaal met elkaar te verbinden in plaats van ze te scheiden.

Effectieve multidisciplinaire samenwerking tussen de subdisciplines van de aardwetenschappen (geologie, oceanografie, atmosferische wetenschappen, paleobiologie, enzovoort.), en sociale wetenschappen moeten worden gepromoot om de verborgen mechanismen bloot te leggen die het traject van het aardse systeem bepalen en hoe het traject de toekomst van de mens kan beïnvloeden." zei prof. Huang. Gelukkig, er zijn inspanningen geleverd om de achteruitgang van de atmosferische O . te keren ₂ . In China, de Groene Grote Muur, die werd ontworpen om woestijnvorming te verminderen en bossen uit te breiden, heeft de afgelopen decennia algemeen succes geboekt. Vermindering van de koolstofemissie en de gerelateerde O ₂ consumptie zijn bereikt in enkele grote steden over de hele wereld.

Deze studie heeft verreikende wetenschappelijke betekenis en belangrijke referentiewaarde voor het begrijpen van het potentiële verband tussen de zuurstofcyclus en de biodiversiteit in de geologische geschiedenis en voor het verkennen van de historische evolutie en toekomst van de bewoonbaarheid van de aarde.