新研究將地球氧氣存在時間提早數億年

一個國際研究團隊近日報告説，約30億年前，地球大氣中的氧氣就已經大量存在，這比此前科學界普遍認為的時間提早了數億年。

一般認為，地球大氣中的氧氣來源於光合作用。目前約佔大氣21%的氧氣並不是在地球45億年的歷史長河中逐漸累積的，地球誕生後最初20億年間氧氣幾乎不存在。地球大氣第一次氧含量劇增可能發生在距今約24.8億至23.2億年前的“大氧化”，通常認為是藍藻光合作用造成的。近年來對古代岩石沉積物進行的研究顯示，大氣中氧氣的瞬時存在或可追溯到26億至27億年前。

在最新研究中，研究人員將採自南非地下約1000米的大約30億年曆史的岩石樣本作為研究對象，利用高度靈敏的測量技術對岩石樣本中鉻的兩種同位素——鉻52和鉻53含量進行了分析。

在今天大氣含氧量較高的情況下，陸地岩石中鉻52的含量遠高於鉻53。因為有氧氣存在的環境下，鉻53容易失去電子被氧化，而氧化的鉻53可溶於水，會被河水帶入海洋而存在於海洋沉積物中，而陸地岩石中的含量則損耗。

研究人員發現，南非古代陸地岩石樣本中鉻52含量豐富，鉻53含量較低，而附近的古代海洋沉積物中則含有大量鉻53，這種分佈比例與今天的情況相似。

研究人員還通過數據模型估算了距今約30億年前地球大氣中的氧氣含量。他們認為，在“大氧化”前數億年，地球大氣中的氧氣含量就已達到可觀水平。

相關報告發表在最新一期英國《自然》雜誌上。美國媒體27日評論説，這項重要科學發現一旦被確認，將開啓關於地球大氣、古代生命形成、有機生物進化等科學問題的新一輪討論。