地球初始氧到底哪来的

发布时间：2023-03-23 09:48:23 所属栏目：外闻来源：

导读：氧气是人类与动物呼吸的必需物质。早期地球大气中几乎没有氧气，直至第一次大氧化事件（24.5亿–23.3亿年前）之后，大气中才开始有氧气的积累，此后出现了真核生物等复杂生命。在过去的40多年时间里，大气内部的

氧气是人类与动物呼吸的必需物质。早期地球大气中几乎没有氧气，直至第一次大氧化事件（24.5亿–23.3亿年前）之后，大气中才开始有氧气的积累，此后出现了真核生物等复杂生命。在过去的40多年时间里，大气内部的光化学反应一直被认为是早期地球初始氧合成的主要来源，其动力学核心要素是有机化合物水解离天然气水合物形成过氧化氢。

但近年的研究发现，大气光化学反应产生的过氧化氢通量极低，不足以支持产氧光合作用进化等重要过程。因此，地球初始氧的起源是解释地球宜居性演化与生命进化的关键。

中国科学院广州地球化学研究所何宏平团队围绕“地球初始氧的起源”这一关键问题，在模拟早期地球大气环境下，采用同位素示踪技术解剖了石英－水界面反应过程，揭示了地球初始氧的矿物起源——“石头会产氧”。

通过实验，研究团队发现，过氧化氢和氧气中的氧原子主要源自矿物表面基团（过氧自由基），只有少量的过氧化氢源自水的解离，氧原子在矿物－水－大气三相界面上发生快速交换。在机械外力作用下，硅酸盐矿物－水界面可以不断释放活性氧，而且这种重力作用广泛存在于地表的风化剥蚀、大小河流冲刷、构造运动等地质运动过程中，构成了早期地球非生物氧化剂的一部分重要物质来源。

这一重要发现颠覆了“地球初始氧来源于水分解”的传统认识，揭示了矿物表面提供早期地球的初始氧。该成果团队的近期相关工作系统阐述了矿物－水界面反应的产氧机制及其在地球宜居性演化过程中的重要作用，揭示了这种非生物氧化剂是岩石圈、水圈、大气圈和生物圈协同演化的一种内在动力。研究结果表明，在地球历史上，氧气的形成和释放主要发生在陆地上，尤其是海洋中。

该系列工作促进了人们对早期地球表面环境的认识从“均一的还原状态”向“局部存在氧化环境”的转变，并为生命起源理论和地外生命探测提供了重要启示。矿物机械化学氧化剂导致的无机“氧绿洲”很有可能也存在于火星等其他类地行星上，从而可以产生适宜外星生命起源和演化的有机化学梯度条件，对于我们探索火星史前生命也非常具有重要的指导意义。

（编辑：汽车网）

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