地球27億年前便有氧氣

科技 05-16

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一塊27億年前的微小太空岩石 圖片來源：Andrew Tomkins

幾乎沒有什麼比流星划過天空更加讓人感到轉瞬即逝了。

然而，60塊微小隕石的燒焦殘骸卻在澳大利亞西部的石灰岩層中存在了27億年。它們是迄今在地球上發現的最古老太空岩石。更重要的是，這些隕石含有鐵氧化物的事實證明，當時的高層大氣肯定含有氧氣。相關成果日前發表於《自然》雜誌。

「發現微小隕石，我們就已經很吃驚了，更不要說發現那些含有鐵氧化物的隕石。」來自英國倫敦帝國理工學院的Matthew Genge表示，「令人難以置信的是，這些微小的球體將古代大氣困在裡面，並且像百寶箱一樣把它儲存起來。」

該研究第一作者、來自莫納什大學的Andrew Tomkins介紹說，最大的意外是氧氣的存在。「作為地質學家，我們被教導的是，在24億年前～23億年前地球大氣層中並沒有氧氣。」

多重證據支持這樣一種觀點，即在約24億年前所謂的大氧化事件之前，地球的空氣中僅含有微量的氧氣。不過，關鍵之處在於這些證據均基於低層大氣的構成。

由於上述隕石中含有氧，因此它肯定出現在約75千米高的高層大氣中。研究人員根據隕石中氧化物礦物的類型估測，當時的氧含量可與今天大氣層中的氧含量媲美——佔到20%左右。

事實上，該團隊發現，大氣化學家曾預測，低氧早期地球的高層大氣中含有大量氧氣。這是因為太陽紫外線輻射會分裂水、二氧化碳、二氧化硫等分子，從而在高海拔地帶釋放氧氣。此類反應釋放的氫消失在太空中，而硫元素降落到地面。

Tomkins認為，中層大氣中富含甲烷的逆溫層抑制了垂直環流，從而將下面大量的缺氧空氣同富含氧氣的稀薄高層大氣分開。同時，Tomkins希望發現更多來自整個地球歷史的隕石樣本，以研究高層大氣可能發生了怎樣的變化以及氧氣可能最早出現於何時。（宗華）

《中國科學報》 (2016-05-16 第2版國際)

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