维多利亚大学（UVic）两名地质学家将实地地质学研究与统计建模结合，提出一种用于重建远古海底地球化学变化的新方法。研究团队表示，经修正后的结果显示，地球碳循环的一次重大变化发生时间可能早于此前估计，并与大气氧含量快速上升以及全球冰期处于相近的时间段。

研究聚焦于科学界称为“洛马贡迪-雅图利偏移”的时期。当时海洋中碳-13相对于更常见的碳-12出现显著升高，这一异常长期以来在发生时间、表现形式及规模上存在不确定性。维多利亚大学地球与海洋科学博士生、论文第一作者斯泰西·埃德蒙森（Stacey Edmondson）在发表于《美国国家科学院院刊》（PNAS）的论文中指出，由于需要从岩石记录重建全球尺度的地球化学变化，相关争议一直难以消解。

统计模型重新约束幅度与时间

研究团队称，新分析显示，富含碳-13的碳酸盐岩石增加幅度小于此前预期；同时，该变化发生在约24.5亿年前，时间点早于科学家过去的判断。研究人员指出，这一时间窗口与“大氧化事件”相吻合——当时地球大气中的氧气含量从几乎为零快速上升至能够支持复杂生命的水平。

为解释上述差异，埃德蒙森构建了一个尽量减少前提假设的统计模型，并据此分析来自全球古海床的碳同位素比率数据。维多利亚大学地球与海洋科学助理教授、共同作者布莱克·戴尔（Blake Dyer）表示，该模型在设计上明确降低对假设的依赖，并整合了多来源的全球数据，从而提升了处理约20亿年前岩石记录时的严谨性。

研究团队称，通过综合所有可用观测数据，这一统计方法能够更清晰地限定全球碳-13变化的形态，并进一步约束其与大氧化事件及全球冰期之间的时间关系。

研究者描述的事件前后背景

论文提到，在这些关键事件发生之前，地球上已存在通过光合作用制造有机物并释放氧气的单细胞生物；与此同时，火山活动、岩石形成等化学过程会消耗或捕获氧气，使其难以在大气中累积。埃德蒙森在研究中试图厘清是什么因素打破了这种平衡，并通过新模型更精细地比较相关变化的相对时间。

研究人员表示，该模型可在新增数据出现后持续更新计算结果，从而帮助科学界进一步追踪地球早期生物地球化学过程的演变。埃德蒙森称，这项研究的主要意义在于加深对地球大气首次获得氧气期间碳循环变化的理解，并为认识复杂生命演化的基础提供线索。