磷是如何帮助地球氧化“太古”时期大气层的？

​​太古时期的朦胧大气缺乏氧气，部分原因可能是海洋中磷循环速度缓慢。

地球海洋中的生命可能起步缓慢，因为磷--生命中的一种关键营养物质--在生物圈中循环的速度不够快。华盛顿大学和英国圣安德鲁斯大学的科学家们的这一发现，可以解释为什么地球大气层需要这么长时间才能被氧化。

华盛顿的迈克尔·基普和圣安德鲁斯的伊娃·斯图肯通过数十亿年来对地球海洋的模拟发现在太古宙(4到二十五亿年前的地质时代)磷的循环速度比现在的海洋慢了十倍，导致生物生产力下降。

这意味着地球大气中的氧气在太古宙时期，大气中主要是二氧化碳。大约25亿年前，氧气突然充满了大气层，这就是所谓的“大氧化事件”期间，人们相信光合作用的生命是导致氧气流入的原因，但氧化光合作用的第一个迹象是三十亿年前的事。某种原因推迟了大气的氧合，科学家怀疑海洋中有限的磷循环可能起了作用。

磷以磷酸盐的形式进入海洋，在海洋中被浮游生物和藻类所摄取，而其他生物又会消耗它们。在生物死亡、沉入海底和腐烂之前，磷在海洋生态系统中循环了好几次，释放出微生物可以用来消化食物的磷，增加生物活性和生物氧气生产。

火山活动可以提供硫酸盐，在回收磷的过程中起到氧的作用。

​要使这个过程高效运行，氧气是必需的，但在太古宙却很少。因此生命找到了其他方法，特别是使用火山产生的硫酸盐，而不是使用氧气。然而，太古宙海洋中的硫酸盐非常少，从而限制了可被消化的生物量，从而限制了海洋中生物产生的氧气的数量，从而大大减缓了大气层的氧化速度。

这个循环只有在火山活动增加，使海洋中的生命更容易获得硫酸盐时才被打破。事实上，如果没有火山硫酸盐来代替缺氧，地球的生物圈可能就难以生存。

基普说：“一旦晚太古宙海洋中的硫酸盐变得更加丰富，磷循环的增加就有可能导致更高的生产力和更多的氧气产量，从而导致更多的硫酸盐和更高的生产力等等。”正是这种积极的反馈，可能在至少5亿年的时间里，最终促成了大的氧化事件。

这也有天体生物学低磷丰度可能会使一个有人居住的星球显得无人居住，因为大气层中缺乏氧气，而实际上，它们的生物圈太小，无法形成一个可行的生物特征。