地球上最初的氧氣可能並非來自植物?
地球大氣層中生物賴以生存的氧氣不是一開始就有的,它曾經充滿著讓人窒息的二氧化碳和其它氣體,與火星和金星的大氣更相似。
通常認為,正是植物的崛起,通過光合作用把二氧化碳轉化成了氧氣,這一過程被稱為「Great Oxygenation Event(大氧化事件)」。不過,新的研究表明,還有另一種將二氧化碳轉化為氧氣的方法——通過紫外線。
研究者說,這一發現可以解釋地球大氣的演化過程,並為太空中制氧提供新的思路。
儘管科學家們認為植物為地球提供了大部分的氧氣,他們仍然懷疑,在光合作用的機制產生之前,地球上就已經存在氧氣了,來自加州大學戴維斯分校的物化學家Cheuk-Yiu Ng與合作者在最近一期的《科學》雜誌上發表了一項新的研究。
不過,這種方式產生的氧分子來自於兩個氧原子的碰撞,然後結合,而不是從二氧化碳(CO2)中分裂出的。當CO2受到光解作用時,一個分子一般會分解為一個一氧化碳(CO)分子和一個氧原子(O)。還有一個理論認為二氧化碳也可能分解成氧氣(O2)和碳(C),但還「沒有人檢驗出」這一過程。
Ng和他的同事製造了一台在真空中用紫外線分裂二氧化碳分子的儀器。該裝置由兩個激光器組成——一個用以分解CO2,另一個則監測產生氣體的成分。
當第一台激光器照射二氧化碳時,第二台激光器監測氧氣分子和碳原子,結果一小部分(大概5%)的二氧化碳轉化為了氧氣。轉化率雖小,卻已足夠證明通過非生物過程從CO2制氧是可能的。
研究表明,這一發現為氧氣引入地球或其它星球大氣提供可能的途徑。它同時揭示了,在尋找地外生物的過程中,僅僅依靠大氣中是否含氧不足以證明生命的存在。
通過該技術讓在太空中或在其它星球上制氧成為可能,不過首先需要進一步實驗驗證該反應發生的機理。之所以該實驗以前從沒做成過,是因為在真空中製造高強紫外光極其困難。有種方法是用同步粒子加速器,不過Ng實驗室製造的激光器的亮度是前者的1萬到100萬倍。
(編譯:puuuuuma;via Livescience)


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