周三直播｜北京大学地球与空间科学学院教授陈衍景：地球宜居性与23亿年前环境突变

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— 主讲人 —

陈衍景

北京大学博雅特聘教授，北京大学地球与空间科学学院教授，博士生导师，杰出青年基金获得者。

地球形成于约46 亿年前，这漫长的时间为生命的起源和演化提供了充足的条件，从约38 亿年前原始生命的出现，到如今复杂多样的生命形态，演化过程中各种生物相互竞争、协同进化，形成了现在丰富多样的地球生态系统。 所有这一切环环相扣，缺一不可，共同造就并维持了地球这颗宇宙中已知唯一的生命绿洲。

地球能够孕育并维系生命，得益于一系列精妙条件共同作用。地球的位置恰好处在太阳系的宜居带内，与太阳的距离不远不近，使得液态水能够广泛而稳定地存在于地表，海洋的形成为生命提供了基础的环境。地球本身既产生了足够的引力维持住保护性的大气层，又保留了足够的内热驱动核心活动。另外，活跃的地核产生了强大的全球磁场，有效偏转了太阳风等有害的高能粒子流，保护了大气层和地表生命免受致命辐射。包裹着星球的大气层提供了维系生命所需的气体，如温室气体起到了保温作用，臭氧层则吸收了大部分有害的紫外线辐射。

美国黄石公园超级火山

（图片来源于网络）

然而，地球的宜居环境并非自始如此，而是在漫长的演化历程中经历了关键转折。早期地球的状况与现在不同，大气中几乎没有游离氧气。虽然海洋中的蓝细菌通过光合作用产生氧气，但这些氧气并未能积累下来。这是因为当时海洋富含溶解的铁离子，新生成的氧气迅速与之结合，被封存在岩石中，从而沉积形成全球广泛分布的条带状铁矿。

转折点出现在大约23亿年前。随着海洋中铁离子逐渐被消耗殆尽，蓝细菌产生的氧气开始大量涌入大气层。这一根本性变化引发了一系列连锁反应，包括导致全球冰封的休伦冰河事件、标志着产氧蓝细菌繁盛的叠层石事件、以及反映碳循环巨变的碳酸盐碳同位素正异常事件。尽管初期引发了环境剧变，但这个过程使氧气在大气中稳定积累，让氧气在高空形成的臭氧层有效阻挡了紫外线辐射。23亿年前的环境突变，不仅为日后依赖氧气的复杂生命的演化铺平了道路，更是打下了现代地球宜居环境的一大基础。

ISBN 978-7-03-067013-7

北京：科学出版社，2020.12

本期“周三开讲”栏目，我们非常荣幸邀请到北京大学地球与空间科学学院教授陈衍景来为我们讲解关于“地球宜居性与23亿年前环境突变”的相关话题。陈教授是北京大学博雅特聘教授，北京大学地球与空间科学学院教授，博士生导师，杰出青年基金获得者。他聚焦于矿产资源的研究，在大陆碰撞成矿、流体成矿、环境突变与成矿等方面取得了系统性、原创性成果。发表论文400余篇，主编专著3部。曾获国家自然科学奖二等奖1项、教育部自然科学奖一等奖2项（均排名第一）。2004年获青年基金A ，2006年任973计划首席科学家。兼任Ore Geol Rev、地质论评副主编和10余种期刊编委。在教学方面，培养一批研究生和博士后，25人入选国家或省部级人才计划。

陈衍景教授

2025年7月30日（周三）晚19:00-21:00，陈衍景教授将在北大学堂APP、官网及北大学堂视频号、抖音、快手、B站，以及凤凰网、风直播等其他平台进行主题为“地球宜居性与23亿年前环境突变”的在线直播讲座。 直播结束后还可在北大学堂APP观看讲座回放。

深空探测目的之一是寻找宜居星球，但地球是已知唯一的生命绿洲。23亿年前地球环境突变是塑造宜居环境的关键转折点：23亿年之前，蓝细菌通过光合作用释放氧气，却因与铁元素结合沉积形成全球条带状铁矿（BIFs）。23亿年时，海洋铁离子耗尽，氧气开始大量涌入大气，引发休伦冰河事件、叠层石事件、碳酸盐碳同位素正异常事件，奠定了地球宜居环境的基础。让我们在本周三晚跟随北京大学地球与空间科学学院教授陈衍景，进一步了解我们所生活的星球。

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（本文编辑：刘四旦）

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