Abstract The Ediacaran Shuram Excursion (SE) was a key episode in the history of atmospheric and oceanic oxygenation that has also been linked to contemporaneous bioevolutionary events. However, key aspects of the redox state of Ediacaran oceans during the SE remain in doubt. Here, the uranium isotope compositions (δ238U) of marine carbonates from Sonora, northwestern Mexico were measured to investigate ocean oxygenation during the SE. We found that the SE in Sonora is characterized by a shift toward higher δ238U values (from −0.7‰ to −0.3‰), consistent with a major oxygenation event that has now been documented in widely separated coeval upper Ediacaran sections including the Doushantuo Formation in South China, the Bol'shoy Patom Formation in Siberia, and the Johnnie Formation in California. In the Sonora Succession, this δ238U shift exhibits a ~0.8-Myr lag relative to the δ13Ccarb excursion that defines the SE. To account for these observations, we propose a two-step oceanic oxygenation model for the SE: (1) initial oxidation of an aqueous reductant (e.g., dissolved organic carbon) that resulted only in a shift of δ13Ccarb (from +5‰ to −3‰); and (2) subsequent oxidation of methane or particulate organic matter that caused a continuation of the negative shift in δ13Ccarb (from −3‰ to −12‰) as well as a positive excursion of δ238U due to progressive oceanic oxygenation. This transient period of enhanced oceanic oxygenation of the late Ediacaran ocean, which may have promoted the evolution of early metazoans, terminated after ~5.0 to 6.5 Myr.

中文翻译：

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Ediacaran Shuram Excursion 晚期的瞬态和逐步海洋氧化作用：来自墨西哥西北部碳酸盐 δ238U 的见解

摘要 Ediacaran Shuram Excursion (SE) 是大气和海洋氧化历史上的一个关键事件，它也与同期的生物进化事件有关。然而，东南部埃迪卡拉纪海洋氧化还原状态的关键方面仍然存在疑问。在这里，测量了墨西哥西北部索诺拉州海洋碳酸盐的铀同位素组成 (δ238U)，以研究 SE 期间的海洋氧化。我们发现索诺拉岛东南部的特征是向更高的 δ238U 值转变（从 -0.7‰ 到 -0.3‰），这与现在已在广泛分离的同时期上埃迪卡拉纪断层中记录的主要氧化事件一致，包括华南、西伯利亚的 Bol'shoy Patom 组和加利福尼亚的 Johnnie 组。在索诺拉继承中，相对于定义 SE 的 δ13Ccarb 偏移，该 δ238U 偏移表现出 ~0.8-Myr 滞后。为了解释这些观察结果，我们提出了 SE 的两步海洋氧化模型：（1）水性还原剂（例如溶解的有机碳）的初始氧化仅导致 δ13Ccarb（从 +5‰ 到 - 3‰)；(2) 甲烷或颗粒有机物的后续氧化导致 δ13Ccarb 继续负移（从 -3‰ 到 -12‰）以及 δ238U 正偏移，这是由于海洋的逐渐氧化。可能促进了早期后生动物进化的埃迪卡拉纪晚期海洋增强海洋氧合的短暂时期，在约 5.0 至 6.5 Myr 后终止。我们为 SE 提出了一个两步式海洋氧化模型：（1）水性还原剂（例如溶解的有机碳）的初始氧化，仅导致 δ13Ccarb 的转变（从 +5‰ 到 -3‰）；(2) 甲烷或颗粒有机物的后续氧化导致 δ13Ccarb 继续负移（从 -3‰ 到 -12‰）以及 δ238U 正偏移，这是由于海洋的逐渐氧化。可能促进了早期后生动物进化的埃迪卡拉纪晚期海洋增强海洋氧合的短暂时期，在约 5.0 至 6.5 Myr 后终止。我们为 SE 提出了一个两步式海洋氧化模型：（1）水性还原剂（例如溶解的有机碳）的初始氧化仅导致 δ13Ccarb 的转变（从 +5‰ 到 -3‰）；(2) 甲烷或颗粒有机物的后续氧化导致 δ13Ccarb 继续负移（从 -3‰ 到 -12‰），以及由于海洋逐渐氧化导致 δ238U 的正偏移。可能促进了早期后生动物进化的埃迪卡拉纪晚期海洋增强海洋氧合的短暂时期，在约 5.0 至 6.5 Myr 后终止。(2) 甲烷或颗粒有机物的后续氧化导致 δ13Ccarb 继续负移（从 -3‰ 到 -12‰）以及 δ238U 正偏移，这是由于海洋的逐渐氧化。可能促进了早期后生动物进化的埃迪卡拉纪晚期海洋增强海洋氧合的短暂时期，在约 5.0 至 6.5 Myr 后终止。(2) 甲烷或颗粒有机物的后续氧化导致 δ13Ccarb 继续负移（从 -3‰ 到 -12‰）以及 δ238U 正偏移，这是由于海洋的逐渐氧化。可能促进了早期后生动物进化的埃迪卡拉纪晚期海洋增强海洋氧合的短暂时期，在约 5.0 至 6.5 Myr 后终止。