| 首頁 | 最新新聞剪報 | 有趣科學問題 | 討論區 |最新活動速遞| 有用連結|  |盧中科學龍虎榜| 每週難題|

|科學家逐個數 |天文知識 |實驗室規則與安全|實驗儀器|校本資源連



 

地球科學:氧氣為什麼遲到了?

 

 

編輯 JR 報導 [ 轉載自 科景網]

英國科學家根據最新的模式結果指出:即使有行光合作用的微生物存在,地球早期大氣中的氧含量仍可不斷上下變動,直到氧含量有機會突破臨界值,並能維持足以有效遮蔽紫外線的臭氧層後,大氣中的氧氣量才得以大幅提升。

含氧大氣的出現與地球生命的演化息息相關,科學家對於氧氣在地球歷史上登場的時間已有共識:一般認為氧氣在20億到24億年前,開始在地球大氣中佔有相當的份量。然而,這距離藍綠藻最早出現的時間-27億年前,卻足足晚了最少3億年。英國安格里亞大學科學家Goldblatt et al.替遲到的氧氣提出了解釋,論文【註1】已發表在10月12日出刊的Nature上。

Goldblatt et al.建立的數值模式中,計算大氣與海洋中的氧、甲烷與碳在光合作用、產生甲烷的代謝作用與甲烷氧化作用反應下的時間變化。結果發現即使有光合作用存在,低氧量的大氣仍可穩定存在很長的時間,若氧有機會增加【註2、3】,並且使氧量超過臨界值時,產生維持足以有效遮蔽紫外線的臭氧層後,才能使大氣中的氧氣非線性的大幅增加。

因此,光合作用的存在,未必造成一個富氧的大氣環境或抗紫外線的臭氧層。我們何其有幸,擁有兩者。除此之外,未來在其他行星搜尋生命時,僅僅分析大氣成分是不夠的,還需要更多的證據。

參考論文:
Kasting, James F., Ups and downs of ancient oxygen, Nature, 443, 643-644(2006)

【註1】Goldblatt et al., Bistability of atmospheric oxygen and the Great Oxidation, Nature, 443, 683-686(2006)

【註2】任何耗氧的機制消失,比如氧化鐵沈積減少、有機物沈積減少等。

【註3】Sciscape:前寒武紀,缺氧!

參考來源: