新研究将地球氧气存在时间提早数亿年

一个国际研究团队近日报告说，约30亿年前，地球大气中的氧气就已经大量存在，这比此前科学界普遍认为的时间提早了数亿年。

一般认为，地球大气中的氧气来源于光合作用。目前约占大气21%的氧气并不是在地球45亿年的历史长河中逐渐累积的，地球诞生后最初20亿年间氧气几乎不存在。地球大气第一次氧含量剧增可能发生在距今约24.8亿至23.2亿年前的“大氧化”，通常认为是蓝藻光合作用造成的。近年来对古代岩石沉积物进行的研究显示，大气中氧气的瞬时存在或可追溯到26亿至27亿年前。

在最新研究中，研究人员将采自南非地下约1000米的大约30亿年历史的岩石样本作为研究对象，利用高度灵敏的测量技术对岩石样本中铬的两种同位素——铬52和铬53含量进行了分析。

在今天大气含氧量较高的情况下，陆地岩石中铬52的含量远高于铬53。因为有氧气存在的环境下，铬53容易失去电子被氧化，而氧化的铬53可溶于水，会被河水带入海洋而存在于海洋沉积物中，而陆地岩石中的含量则损耗。

研究人员发现，南非古代陆地岩石样本中铬52含量丰富，铬53含量较低，而附近的古代海洋沉积物中则含有大量铬53，这种分布比例与今天的情况相似。

研究人员还通过数据模型估算了距今约30亿年前地球大气中的氧气含量。他们认为，在“大氧化”前数亿年，地球大气中的氧气含量就已达到可观水平。

相关报告发表在最新一期英国《自然》杂志上。美国媒体27日评论说，这项重要科学发现一旦被确认，将开启关于地球大气、古代生命形成、有机生物进化等科学问题的新一轮讨论。