地球生來沒有氧氣!25億年前「大氧化事件」後才有了生命


一項研究指出,地球上的生命也許開始於25億年前一種微型池塘植物的氧氣大爆發。

  
在此之後的1億年間,在生存在淺海中的藍藻釋放出的微弱氧氣流中,地球上逐漸形成了含氧量豐富的大氣。

  
科學家將這一過程稱為「大氧化事件」。當時,地球上正好發生了板塊重組,產生了大量淺海,正適合能進行光合作用的生物生存。

  
這是地球的歷史上的一個重要時刻,因為充足的氧氣為臭氧層的形成創造了條件,而臭氧則能將來自太陽的有害紫外線過濾除去,使得許多新型生物得以出現。

  
加拿大滑鐵盧大學的布萊恩-坎德爾教授(Brian-Kendall)表示:「地球表面氧氣的出現很可能是一個複雜的過程,先是出現了少許氧氣,然後氧氣的數量達到了某個臨界點。」

  
「直到現在,我們都無法確定,25億年前的氧氣濃度是否處在一個穩定的水平。」

  
「而我們獲得的最新數據則能針對這一問題給出一個更加確鑿的答案。」

科學家將這一過程稱為「大氧化事件」。當時,地球上正好發生了板塊重組,產生了大量淺海,正適合能進行光合作用的生物生存
  
在這項發表在期刊Science-Advances上的研究中,科學家們公布的最新化學數據顯示,由藍藻產生的氧氣爆發曾使地球上的大氣濃度出現了暫時性的增加。

做出該發現的專家分別來自阿爾伯塔大學,滑鐵盧大學,亞利桑那州立大學,加州大學河濱分校和佐治亞理工學院。

  
該研究支持了由亞利桑那州立大學的艾利爾-安巴爾教授(Ariel-Anbar)於2007年提出的一項理論。當時,他手下的研究人員在現在澳大利亞西部的一處古代海洋海床上的黑色頁巖中,發現了這些微弱的氧氣流留下的原始證據。

  
這些黑色頁巖中含有濃度很高的鉬和錸,而這兩種元素的形成時間比大氧化事件要早得多。鉬和錸常出現於陸地上的硫化物中,對氧原子極其敏感。一旦這些硫化物接觸到氧氣,鉬和錸就會被釋放到河水中,並最終沉積在海床上。

在這項發表在期刊Science Advances上的研究中,科學家們公布的最新化學數據顯示,由藍藻產生的氧氣爆發曾使地球上的大氣濃度出現了暫時性的增加
  
在最新的這項研究中,坎德爾教授的團隊對同樣的巖石進行了分析,尋找另一種名為鋨的元素(同樣存在於陸地上的硫化物中),發現與之相符的是更強的大陸風化作用,而這是大氣中出現了氧氣的結果。

  
「我們在按照時間順序追蹤大氣的變化情況,希望能弄清氧氣含量是如何增長到能夠支撐複雜生命存活的水平的。」阿爾伯塔大學的地球與大氣科學家羅布-克裡瑟教授(Rob-Creaser)。

  
「地球剛開始形成的時候,大氣中沒有氧氣。我們使用了阿爾伯塔大學的分析設備,對這些巖石樣本進行了精密的分析,從而獲取了氧氣通過光合作用集聚起來的速度。」

  
阿克巴爾教授(Professor-Akbar)還補充道:「地球是如何形成含氧大氣的?出現這一現象的原因又是什麼?這是地球歷史上最深刻難解的謎題之一。」

  
大氧化事件是什麼?

  
在地球剛剛形成後的數億年時間裡,大氣中都沒有氧氣。

  
而多虧光合細菌,今天我們的大氣中,20%都是氧氣。這些細菌能夠像樹木和其它植物一樣,消耗二氧化碳,釋放出氧氣。它們為地球上需要氧氣才能生存的生物的出現和繁衍打下了基礎。

  
科學家將地球大氣中首次出現氧氣的事件稱為大氧化事件。它發生在距今約24億年前,但近期在南非發現的一些證據顯示,在此之前,即29.6億年前,地球上也出現過短暫的氧氣集聚事件,還一度出現過淺淺的海洋。

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