替代氮酶的氮同位素分馏与过去海洋缺氧

生物氮固定构成了地球生态系统中固定氮的主要输入，其同位素效应是基于同位素的氮循环解释中的关键参数。新固定氮的氮同位素组成（δ(15)N）目前被认为约为-1‰，这是基于对使用钼（Mo）氮酶的固氮细菌有机物的测量。我们显示仅使用钒（V）和铁（Fe）的“替代”氮酶产生的固定氮具有显著较低的δ(15)N（-6至-7‰）。替代氮酶对N2固定的重要贡献为白垩纪海洋缺氧事件和太古代时期沉积物中异常低的δ(15)N（<-2‰）提供了简单的解释。替代氮酶相对于钼氮酶的重要作用也与这些地质时期Mo稀缺的证据一致，提示全球微量元素与氮循环之间的耦合具有额外的维度。