摘要
大气中氧气的增加从根本上改变了地表环境的化学性质和地球的宜居性1．早期大气氧合发生在以多次全球冰期为标志的漫长的极端气候不稳定时期2，3.，初始氧浓度上升到10以上−5现在的大气水平限制在24.3亿年前4，5．然而，据报道，随后大气中氧含量的波动一直持续到大约23.2亿年前4，它代表了大气不可逆氧化作用的估计时间6，7．在这里，我们报告了一个高分辨率的大气和当地海洋氧化还原条件的重建，跨越早期古元古代的最后两个冰期，由来自南非德兰士瓦超群的海洋沉积物记录。利用多种硫同位素和铁硫碳系统，我们证明了大约23.2亿年前大气氧水平的持续振荡与海洋氧化还原化学和气候的主要扰动有关。因此，氧含量在10的阈值上下波动−5随着Lomagundi碳同位素漂移，永久的大气氧化最终在大约22.2亿年前到达，比目前估计的时间晚了大约1亿年。
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致谢
swp承认来自Leverhulme研究奖学金和皇家学会沃尔夫森研究优秀奖的支持。A.B.感谢约翰内斯堡大学以杰出客座教授的形式提供的支持。D.T.J.感谢NASA外太空生物学奖(NNX15AP58G)的支持。我们感谢R. Walshaw对SEM分析的协助。
作者信息
作者及单位
贡献
S.W.P、A.B.和D.E.C.设计研究，S.W.P、A.B.和A.L.Z.收集样本，S.W.P、V.M.C.和D.T.J.进行分析。S.W.P.在所有共同作者的贡献下撰写了这份手稿。
相应的作者
道德声明
相互竞争的利益
作者声明没有利益冲突。
额外的信息
同行评议信息自然感谢Bryan Killingsworth, Lee Kump和Sune Nielsen对这项工作的同行评审所做的贡献。
出版商的注意b施普林格《自然》杂志对已出版的地图和机构的管辖权要求保持中立。
扩展数据图和表
图2比勒陀利亚群下部地球化学数据。
Fe上的虚线人力资源*/铁T图中为区分富氧沉积和缺氧沉积的边界py/铁人力资源*图表示区分含铁和含氧水柱条件的边界38．Δ上的虚线33S图分别为- 0.3‰和+0.3‰。
图3黄铁矿和氧化铁的扫描电镜形貌图。
一个Rooihoogte地层EBA-2，海拔1,346.2米在氧化条件下沉积的样品;Δ33S = +2.16‰。BRooihoogte地层EBA-1, 1168米在氧化条件下沉积的样品;Δ33S = +1.77‰。C， EBA-1, Timeball Hill地层，1137米。在含铁条件下沉积的样品;Δ33S = +1.44‰。DRooihoogte地层，EBA-2, 1,335.6米在含铁条件下沉积的样品;Δ33S = +0.25‰。ERooihoogte地层，EBA-2, 1,338.3米在缺氧条件下沉积的样品;Δ33S = +0.17‰。F， EBA-1, Timeball Hill Formation, 706米。水柱氧化还原状态未分析;Δ33S = +1.61‰。
图4 Rooihoogte-Timeball Hill地层样品硫同位素变化趋势。
一个用MIF-S对样本进行正交数据回归(Δ)33S > 0.3‰)，表示计算出的Δ36S /Δ33S斜率(蓝线)和3σ置信区间(蓝色阴影区域)。Rooihoogte地层上方的样品用开放的蓝色圆圈表示。B， MDF-S样本的正交数据回归(Δ)33S = -0.3‰~ +0.3‰，表示计算出的Δ36S /Δ33S斜率(红线)和3σ置信区间(红色阴影区域)。
图5 Fennoscandia的硫同位素数据5和西澳大利亚21，22．
图6德兰士瓦超群露头区简化地质图。
图改编自参考文献。70自然。
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补充表
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波尔顿，S.W，贝克，A，卡明，V.M.et al。永久的大气氧化延迟了2亿年。自然592， 232-236(2021)。https://doi.org/10.1038/s41586-021-03393-7
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