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Come materiale essenziale per la sopravvivenza e la riproduzione di quasi tutti gli organismi aerobici, l'ossigeno è strettamente correlato alla formazione e allo sviluppo di organismi complessi. Una recente revisione fornisce una panoramica sistematica degli ultimi progressi nel ciclo dell'ossigeno a diverse scale spaziali e temporali e l'importante ruolo che l'ossigeno svolge nel plasmare la nostra attuale Terra abitabile.
Il professor Jianping Huang dell'Università di Lanzhou è l'autore corrispondente della rivista intitolata "Il ciclo dell'ossigeno e una Terra abitabile, " che è l'articolo di copertina del numero di aprile Scienza Cina Scienze della Terra nel 2021.
Basandosi sulla sintesi degli ultimi risultati della ricerca dei predecessori, gli autori di questo articolo propongono un modello di accoppiamento delle cinque sfere del sistema terrestre con il ciclo dell'ossigeno come nucleo, e chiarire il ruolo di collegamento del ciclo dell'ossigeno in esso. In questo documento, gli autori hanno riassunto in modo completo i cambiamenti del ciclo dell'ossigeno e il suo effetto sull'abitabilità della terra su più scale temporali, compreso il tempo moderno e geologico, e prospettato il futuro trend di sviluppo della ricerca sul ciclo dell'ossigeno.
"Prendiamo O 2 per scontato perché è lì e lo respiriamo tutto il tempo, eppure ci sono voluti miliardi di anni prima che ce ne fosse abbastanza per mantenere in vita animali come noi." Il professor Jianping Huang dell'Università di Lanzhou, l'autore corrispondente dell'articolo, sottolinea, "Questi processi implicano l'interazione di varie sfere del sistema Terra, che sono complesse questioni interdisciplinari con molteplici scale temporali e spaziali." In questo articolo, gli autori illustrano come i processi biochimici chiave nel ciclo dell'ossigeno leghino tra loro le varie sfere del sistema Terra attraverso il feedback e l'interazione. "Una Terra abitabile si è formata gradualmente durante la lunga evoluzione del ciclo dell'ossigeno".
Lo stato del ciclo dell'ossigeno nella scienza del sistema terrestre (a) e la sua relazione con altri cicli biogeochimici (b). Credito:Science China Press
Vengono inoltre discussi gli effetti delle attuali attività umane sul ciclo dell'ossigeno e sulla biodiversità. "Quattro delle cinque estinzioni di specie su larga scala che si sono verificate nella storia della terra sono legate alla mancanza di ossigeno, "Il professor Huang ha concluso, "Attualmente, sotto la costrizione delle attività umane, il nostro pianeta sta vivendo una riduzione dell'ossigeno su larga scala, con la deossigenazione dell'oceano come rappresentante. Il ciclo dell'ossigeno del sistema Terra è gradualmente sbilanciato, il che è molto preoccupante".
Gli studi sul ciclo dell'ossigeno coprono un ampio arco di tempo dalle scale giornaliere a quelle geologiche. I cicli dell'ossigeno di diverse scale temporali dominano il controllo dell'O . atmosferico 2 nei tempi corrispondenti. Però, un confine distinto che divide i cicli dell'ossigeno a lungo termine e a breve termine deve ancora essere stabilito, e le complesse interazioni tra i processi a breve e lungo termine rimangono poco chiare. Poiché il sistema terra è un sistema altamente non lineare e fortemente accoppiato, una piccola perturbazione può avere il potenziale per causare una serie di cambiamenti drammatici. "È una priorità assoluta collegare i cicli dell'ossigeno a breve e lungo termine in un lasso di tempo comparabile piuttosto che separarli.
Efficace cooperazione multidisciplinare tra le sottodiscipline delle scienze della Terra (geologia, oceanografia, scienze dell'atmosfera, paleobiologia, eccetera.), e le scienze sociali dovrebbero essere promosse per rivelare i meccanismi nascosti che controllano la traiettoria del sistema Terra e come la traiettoria può influenzare il futuro degli esseri umani", ha affermato il prof. Huang. Fortunatamente, sono stati fatti sforzi per invertire il declino dell'O atmosferico 2 . In Cina, la Grande Muraglia Verde, che è stato progettato per mitigare la desertificazione ed espandere le foreste ha ottenuto un successo globale negli ultimi decenni. Riduzioni delle emissioni di carbonio e del relativo O 2 consumi sono stati raggiunti in alcune delle principali città del mondo.
Questo studio ha un significato scientifico di vasta portata e un importante valore di riferimento per comprendere il potenziale legame tra il ciclo dell'ossigeno e la biodiversità nella storia geologica e per esplorare l'evoluzione storica e il futuro dell'abitabilità della Terra.
