氧气的出现
地球的大气层形成初期是不含氧气的。原始大气是还原性的，充满了甲烷、氨等气体。
大气层氧气的出现源于两种作用，一个是非生物参与的水的光解，一个是生物参与的光合作用。
生物的光合作用对大气层的影响巨大。它造成了大气层由还原氛围向氧化氛围的转变。使得水光解产生的氢气能重新被氧化为水回到地球而不至于扩散到外层空间去，从而防止了地球上的水的流失。同时光合作用也加速了大气层氧气的积累，深刻地改变了地球上物种的代谢方式和体型。大气层含氧量在石炭纪的时候一度上升到了35%。氧气含量的增加造成了依赖于渗透方式输氧的昆虫在体型上的巨型化。在石炭纪曾出现过翼展2英尺半的巨蜻蜓。[9]
起源新机制
中国科大田善喜教授研究组发现这一“氧气起源”，揭示了早期地球上氧气产生的全新机制，表明氧气非光合作用而来。
在早期大气环境中存在较多的二氧化碳和低能量电子，田善喜研究组提出这些二氧化碳分子可以捕获低能电子，产生碳原子负离子和自由氧原子或者氧分子。并通过实验发现作为产物的自由氧原子和氧分子在早期大气化学反应中的作用。
研究人员发现，“低能电子贴附或捕获”过程对星际化学成分的演化至关重要。由于在许多星球(如地球、火星、土星等)的上空存在大量二氧化碳气体和能量电子。研究组认为“电子贴附解离”对原始氧气起源的贡献可能较以前公认的“三体复合反应”和新近发现的“光解反应”过程更为重要。这一发现大大深化和拓展了人们对“星际介质化学反应”的认识。 |
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