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氧氣是什么時候出現(xiàn)的


化學先生 / 2019-06-03

    關于氧氣演化史的研究結果能夠肯定的一點是:地球上在一開始的時候并沒有氣態(tài)氧，也就是說，沒有雙原子所構成的氧氣，大多數(shù)的氧元素都是以結合態(tài)存在于巖石和水中的。而生命體也是由非生命物質演化形成的。地球上的第一個生命出現(xiàn)以后，就開始出現(xiàn)了氧氣，但是所產(chǎn)生的氧氣量非常少，根本不足以作為生命體產(chǎn)生能量所需要的氣體。

   天體生物學家經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，大氣當中的氧氣從無到有，從少到多主要和距今20億年前左右出現(xiàn)的兩個非常大的變化有關系:一個變化是原始生命體的出現(xiàn)，另一個變化是原始生命體的衰退也促進了高級生命體的出現(xiàn)。英國布里斯托大學的天體生物學家大衛(wèi)?卡特琳認為，大氣之中氧氣的出現(xiàn)徹底改變了生命的進化過程，氧氣對于地球上高級生命體來說是必要的條件，而且他堅持認為在其他星球上也是如此。
   通過半個多世紀的研究，科學家也無法肯定氧氣是否真的有助于生命體的形成。但是無論怎樣，在氣氧出現(xiàn)以前，大約在35億年前的時候第一個生命體就已經(jīng)證生在地球上了，這些生命體通過“呼吸”一些物質(如鐵)，用以維持生命活動所需的能量。至于地球處于缺氧狀態(tài)到底有多長時間，對于這個問題科學家已經(jīng)爭論了幾十年了，一直到近些年這個爭論才算是有些眉目。
   哈佛大學的地球化學家赫里奇·哈羅德認為，地球處在缺氧狀態(tài)距離今日已經(jīng)超過了20億年他與他的支持者搜集了一系列的證據(jù)。例如，在古老的土壤、河床以及沉積巖中發(fā)現(xiàn)的時至今日
已經(jīng)有24億年的一些礦物質，這些礦物質并沒有發(fā)現(xiàn)被氧化的跡象，也沒有發(fā)現(xiàn)類似于鐵銹的鐵礦石。但另一種觀點則正好相反，這個相反的觀點是由哈羅德的學生、帕克大學與賓州州立大學的希羅西?奧莫托提出來的，它認為氧氣出現(xiàn)的時間非常早，大約是在30億年前甚至要更早，它提出這樣觀點的理由是有些礦物質的片斷很可能是在30億年前或者更早的死后就已經(jīng)發(fā)生了氧化。但是，后來的證據(jù)支持了哈羅德的觀點，這終于讓這場師生之爭能夠一段落了。解決這個問題的關鍵是因為科學家發(fā)明了一種能夠檢測地球上氧存在的技術。這種技術是由美國馬里蘭大學地球化學家詹姆斯?法奎爾與他的同事在2000年的時候研制出來。其原理是利用太陽光分解二氧化硫，然后通過檢測同位素硫的方法用來測定氧的含量。這樣測定出的結果表明，在24億年以前，氧氣就已經(jīng)出現(xiàn)在了地球上。
 

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