长期以来，科学界对陆地植物何时开始塑造地球环境存在争议；中科院地质地球所赵明宇研究员团队通过对全球海洋沉积物的系统分析，首次获得确凿的地球化学证据：在距今4.55亿年的晚奥陶世早期，陆地植物已出现规模性扩张。这个发现比传统认知提前至少2000万年。研究团队创新性地采用有机碳/磷比值作为关键指标。由于陆地植物合成的有机质具有高碳低磷特征，当这些物质经河流输入海洋并沉积时，会在沉积层留下独特的“化学指纹”。数据显示，该时期海洋沉积物中有机碳/磷比值突增，陆源有机碳占比已接近现代水平，表明当时陆地光合作用强度出现跃升。古大陆重建表明，这场植物革命可能最早发端于劳伦古陆（今北美洲地区）。随着植物在陆地上扎根繁衍，其产生的富碳有机质持续输入海洋，不仅提升全球有机碳埋藏量，还通过两个关键机制改变地球环境：一是促进大气氧含量累积，二是降低二氧化碳浓度。更深远的影响在于，植物根系加速了硅酸盐和磷的风化过程，这种“生物放大器”效应继续加剧了气候系统的连锁反应。值得关注的是，这一时期恰逢地质史上著名的晚奥陶世冰期及生物大灭绝事件。研究团队认为，植物引发的环境变化可能是重要诱因——大气二氧化碳浓度下降导致全球降温，而氧化环境的形成则改变了海洋化学条件。这一发现为理解地球系统演变提供了新视角。目前，研究组正着手建立更精确的数值模型，以期量化早期植物对古气候的影响程度。下一步将重点探究不同植物类群的演化进程与环境效应的对应关系，这对预测当代气候变化具有重要参照价值。
从海洋沉积物的微观信号追溯到地球表层环境的宏观转折，这项研究揭示了早期陆地植物在塑造地球系统中的核心作用；它不仅改写了“上岸”时间表，也为认识地球氧化进程与气候突变的内在机理提供了新证据，凸显基础科学研究对理解地球演化的价值。