地球大氧化活动的关键是海洋中的镍和尿素

August 19, 2025

◆发表要点

• 约21～24亿年前地球大气中大量出现氧气的“大氧化事件”的原因是海水中的镍和尿素发挥了重要的作用。
• 在模拟新生代（约40亿～25亿年前）海水的环境下，通过实验确认了紫外线生成尿素，表明尿素是原始氰基细菌2的重要氮源。
• 另一方面，也确认了海水中镍浓度高的话，蓝细菌的生长会受到抑制，海水中镍的减少促进了蓝细菌的增殖和氧浓度的上升。

冈山大学研究生院自然科学研究科Dilan M. Ratnayake研究生（研究当时。现在，斯里兰卡·佩拉德尼亚大学讲师），学术研究院先进研究领域（行星物质研究所）的田中亮吏教授，学术研究院教育研究管理领域的中村荣三教授（特任）的研究小组，明确了由于海水中的镍和尿素浓度的平衡，氰基细菌的成长和氧放出被控制，引起了大氧化活动（Great Oxidation Event，GOE）。
关于地球史上的重大现象--产生大氧化事件的原因，提出了各种各样的模型，但是作为氧供给源的氰基细菌从开始光合作用到发生大氧化事件大约产生了10亿年的时间差的理由至今还不清楚。
在本研究中，通过紫外线照射新生代的海洋生成尿素，通过尿素和镍浓度平衡控制了氰基细菌的增殖，结果产生了这个时间差。并且，这些要素在规定现代生命的应有状态上，发挥了很大的作用。
　这个研究成果在8月12日、Nature Portfolio「Communications Earth and Environment」它出现在在线版上。

◆研究者寄语

这项研究就像完成了一个巨大的拼图。幸运的是，因为和平几乎全部齐备，所以实验本身可以在比较短的时间内结束，但是之后的考察和模型的构筑需要很多时间。因为思考不需要研究费，所以可以说这是唯一的救赎。	Dilan M. Ratnayake研究生（研究当時）
与当时还是研究生的Dilan，从实验计划立案到数据的评价，到结果的考察，每天都在讨论。研究朝着当初预想不到的方向不断前进，最后导致了地球史上的重要发现。Dilan对各种各样的自然现象有着强烈的兴趣和挑战精神，作为研究者今后的活跃令人期待。	田中教授

■论文信息
论 文 名：Biogeochemical impact of nickel and urea in the great oxidation event
刊登杂志：Communications Earth and Environment
著 　者：Dilan M. Ratnayake, Ryoji Tanaka, and Eizo Nakamura
D O I：https://doi.org/10.1038/s43247-025-02576-8
U R L：https://www.nature.com/articles/s43247-025-02576-8

■研究资金
　本研究は、日本学術振興会科学研究費（20K04108、23K17707、24K00745）、科学技術振興機構次世代研究者挑戦的研究プログラム（JPMJSP2126）の支援を受けて実施しました。

＜詳しい研究内容について＞
地球大酸化イベントは海洋中のニッケルと尿素が鍵を握っていた


＜お問い合わせ＞
岡山大学　学術研究院先鋭研究領域（惑星物質研究所）
教授　田中亮吏
（電話番号）0858-43-3748　（FAX）0858-43-2184