27億年前的隕石成份證實那時地球就有氧氣

天下 05-15

幾乎沒有什麼可以比一閃而逝的流星還短暫。

然而在澳大利亞西部的石灰岩礦中發現了60個距今27億年燒焦殘留的微隕石，是迄今為止發現的最古老的太空隕石。

更重要的是，隕石中還發現了含鐵氧化物，這表明那時候的上層大氣肯定有氧氣。

「發現這些微隕石都讓人很吃驚，更別提這些含鐵氧化物了。」倫敦理工學院Matthew Genge說。「難以置信，這些小圓球吸取了遠古大氣，然後像小寶箱一樣儲存起來。」

澳大利亞莫納什大學的研究領導者Andrew Tomkins說，最大的意外是氧氣的存在。23-24億年之前遠古大氣中沒有氧氣——這個想法在地質學家的思維中根深蒂固。

27億年前的隕石成份證實那時地球就有氧氣

很多證據都證實，在大約240萬年前的大氧化事件之前，地球大氣中只含有微量的氧氣，但關鍵是這些氧氣都是低層大氣的成分。

氧氣綠洲高掛天空？

既然隕石中含有氧氣，它一定是來自距離地表75公里高的上層大氣中。從隕石中氧化物的類型來看，當時上層大氣的含氧量為20%，和今天大氣中的含氧量相持平。

事實上，大氣化學家的預測被研究小組證實，雖然當時早期地球環境的氧氣含量很低，但是上層大氣卻含有大量的氧氣。

這是因為高空中的太陽紫外輻射會分裂水、二氧化碳和二氧化硫的分子，從而釋放充足的氧氣。反應中釋放出的氫逸散到太空中，而元素硫則降至地面。

如果當時上層大氣的含氧量這麼高，為什麼沒有與低層大氣發生混合呢？

Tomkins認為，中層大氣中的富含甲烷的轉化層會抑制垂直環流，將富含氧氣的上層大氣中沒有氧氣的空氣成分分離到地面。

同一個星球的願望

Tomkins 希望找到更多的可以反映地球歷史的隕石樣本，來看看上層大氣是如何轉變的，甚至嘗試推算一下氧氣首次出現的時間。

但這可能是一場持久戰。美國宇航局艾姆斯研究中心的Kevin Zahnle在《自然》雜誌上的一篇文章中寫道：「和微隕石一樣經歷27億年而完好無損的小東西也很引人注目。」

含鐵氧化物的出現很不尋常，也許只是發生在非常偶然的情況下。微隕石所掉落的那個湖呈高度鹼性，並且湖的深處完全缺氧。這可能是礦物沒有溶解的原因。

Zahnle寫道：「這種情況在地質記錄中很少遇見，這意味著這些微隕石可能只是一次性的發現。」但是如果想再遇見，可以向流星許願。

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