地球大气层中生物赖以生存的氧气不是一开始就有的 , 它曾经充满着让人窒息的二氧化碳和其它气体 , 与火星和金星的大气更相似 。
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通常认为 , 正是植物的崛起 , 通过光合作用把二氧化碳转化成了氧气 , 这一过程被称为“Great Oxygenation Event(大氧化事件)” 。 不过 , 新的研究表明 , 还有另一种将二氧化碳转化为氧气的方法——通过紫外线 。
研究者说 , 这一发现可以解释地球大气的演化过程 , 并为太空中制氧提供新的思路 。
尽管科学家们认为植物为地球提供了大部分的氧气 , 他们仍然怀疑 , 在光合作用的机制产生之前 , 地球上就已经存在氧气了 , 来自加州大学戴维斯分校的物化学家Cheuk-Yiu Ng与合作者在最近一期的《科学》杂志上发表了一项新的研究 。
不过 , 这种方式产生的氧分子来自于两个氧原子的碰撞 , 然后结合 , 而不是从二氧化碳(CO2)中分裂出的 。 当CO2受到光解作用时 , 一个分子一般会分解为一个一氧化碳(CO)分子和一个氧原子(O) 。 还有一个理论认为二氧化碳也可能分解成氧气(O2)和碳(C) , 但还“没有人检验出”这一过程 。
Ng和他的同事制造了一台在真空中用紫外线分裂二氧化碳分子的仪器 。 该装置由两个激光器组成——一个用以分解CO2 , 另一个则监测产生气体的成分 。
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当第一台激光器照射二氧化碳时 , 第二台激光器监测氧气分子和碳原子 , 结果一小部分(大概5%)的二氧化碳转化为了氧气 。 转化率虽小 , 却已足够证明通过非生物过程从CO2制氧是可能的 。
研究表明 , 这一发现为氧气引入地球或其它星球大气提供可能的途径 。 它同时揭示了 , 在寻找地外生物的过程中 , 仅仅依靠大气中是否含氧不足以证明生命的存在 。
通过该技术让在太空中或在其它星球上制氧成为可能 , 不过首先需要进一步实验验证该反应发生的机理 。 之所以该实验以前从没做成过 , 是因为在真空中制造高强紫外光极其困难 。 有种方法是用同步粒子加速器 , 不过Ng实验室制造的激光器的亮度是前者的1万到100万倍 。
【地球上最初的氧气可能并非来自植物?】(编译:puuuuuma;via Livescience)
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