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地球环境的变化直接关系到人类社会的可持续发展,没有对重大地质环境演变规律的全面认识,难以应对当前变化着的气候和环境。物理、化学与生命运动相互交织的动力学过程共同控制着地球环境的变迁。生命过程如何响应与反馈地球环境的变化,是地球科学领域一个亟待解决的重大科学问题。距今2.52亿年二叠纪—三叠纪之交的动物大灭绝,以及大约6亿年前埃迪卡拉纪一系列生物群的出现均显示,大气环境(如温度、氧气含量)、古海洋水化学条件(如缺氧、硫化等)是重大地质突变期直接影响或控制宏体生物的演化与发展的关键环境因素。重大地质突变期的不同地质微生物功能群不仅灵敏地记录了气候、环境与生态系统的变化乃至太阳活动,而且它们还积极参与地球环境的改造,使地球环境处于一个能够不断自我调节的状态。