@ 2016.05.15 , 11:00

27亿年前的陨石成份证实那时地球就有氧气

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几乎没有什么可以比一闪而逝的流星还短暂。

然而在澳大利亚西部的石灰岩矿中发现了60个距今27亿年烧焦残留的微陨石,是迄今为止发现的最古老的太空陨石。

更重要的是,陨石中还发现了含铁氧化物,这表明那时候的上层大气肯定有氧气。

“发现这些微陨石都让人很吃惊,更别提这些含铁氧化物了。”伦敦理工学院Matthew Genge说。“难以置信,这些小圆球吸取了远古大气,然后像小宝箱一样储存起来。”

澳大利亚莫纳什大学的研究领导者Andrew Tomkins说,最大的意外是氧气的存在。23-24亿年之前远古大气中没有氧气——这个想法在地质学家的思维中根深蒂固。

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很多证据都证实,在大约240万年前的大氧化事件之前,地球大气中只含有微量的氧气,但关键是这些氧气都是低层大气的成分。

氧气绿洲高挂天空?

既然陨石中含有氧气,它一定是来自距离地表75公里高的上层大气中。从陨石中氧化物的类型来看,当时上层大气的含氧量为20%,和今天大气中的含氧量相持平。

事实上,大气化学家的预测被研究小组证实,虽然当时早期地球环境的氧气含量很低,但是上层大气却含有大量的氧气。

这是因为高空中的太阳紫外辐射会分裂水、二氧化碳和二氧化硫的分子,从而释放充足的氧气。反应中释放出的氢逸散到太空中,而元素硫则降至地面。

如果当时上层大气的含氧量这么高,为什么没有与低层大气发生混合呢?

Tomkins认为,中层大气中的富含甲烷的转化层会抑制垂直环流,将富含氧气的上层大气中没有氧气的空气成分分离到地面。

同一个星球的愿望

Tomkins 希望找到更多的可以反映地球历史的陨石样本,来看看上层大气是如何转变的,甚至尝试推算一下氧气首次出现的时间。

但这可能是一场持久战。美国宇航局艾姆斯研究中心的Kevin Zahnle在《自然》杂志上的一篇文章中写道:“和微陨石一样经历27亿年而完好无损的小东西也很引人注目。”

含铁氧化物的出现很不寻常,也许只是发生在非常偶然的情况下。微陨石所掉落的那个湖呈高度碱性,并且湖的深处完全缺氧。这可能是矿物没有溶解的原因。

Zahnle写道:“这种情况在地质记录中很少遇见,这意味着这些微陨石可能只是一次性的发现。”但是如果想再遇见,可以向流星许愿。

本文译自 newscientist,由译者 snowpanther 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


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