地球系统演化研究领域取得重要突破，科学家发现早期陆地植物对地球表层环境的影响时间远早于此前认知。中国科学院地质与地球物理研究所团队通过分析海洋沉积物中的地球化学特征，重构了约4.55亿年前陆地植物扩张的历史进程，相关成果已发表于国际权威期刊《自然·生态与演化》。
研究团队聚焦于海洋沉积物中有机碳与磷的含量比值变化。相较于海洋藻类，陆地植物产生的有机质具有更高的碳磷比特征。当这些陆源有机质通过河流进入海洋后，会显著改变海洋沉积物的化学组成。科学家通过对比不同地质时期的沉积记录，发现晚奥陶世（约4.55亿年前）开始出现碳磷比值的持续升高，这一变化与当时陆地植物的大规模扩张存在直接关联。
量化分析显示，自晚奥陶世以来，陆地植物贡献的有机碳已占海洋沉积物总有机碳埋藏量的42%±15%，该比例与现代观测值（30%-57%）高度接近。古地理重建表明，北美洲所在的劳伦古陆可能是早期植物扩张的起源中心，其植物群落的快速繁衍对全球碳循环产生了深远影响。
值得注意的是，碳磷比值的两次显著跃升与晚奥陶世两次重大碳同位素异常事件完全同步。这表明陆地植物扩张不仅促进了有机碳的海洋埋藏，还通过增强硅酸盐风化作用加速了大气二氧化碳的消耗。研究团队推测，植物活动引发的磷循环变化可能放大了这种效应，最终导致大气氧含量上升、二氧化碳浓度下降，为冰期形成和生物灭绝事件创造了条件。
这项发现修正了传统认知中关于陆地植物演化时间线的判断，证明在显生宙早期，植物登陆即开始重塑地球表层环境。研究建立的碳磷比值分析方法，为追溯远古时期陆地生态系统演变提供了新的技术路径。
