氧气|行星早期氧气可能来自水分子光解

氧气是生命起源和进化的重要条件 。不过,就少数大气中存在氧气的行星而言,对于其氧气的早期来源学术界仍存在争议 。
近日,中国科学院大连化学物理研究所研究员袁开军、杨学明院士团队,与南京大学教授谢代前合作,发现水分子在极紫外波段光照下能够三体解离产生氧原子,两个氧原子结合生成氧分子,为行星早期大气中氧气的起源提供了新思路 。相关成果发表于《自然—通讯》,并被推荐为亮点文章 。
此前有观点认为,氧气主要是由二氧化碳光化学产生的,即二氧化碳光解离产生一氧化碳和氧原子,两个氧原子复合产生氧气 。最近天文观测发现,彗星67P大气层中存在大量氧气和水,二者的浓度具有较强相关性 。业界认为彗星中氧气的形成可能与水相关,但相关机制并不清楚 。
袁开军团队利用大连相干光源,系统研究了水分子光化学的过程 。研究团队将解离波长缩短至90~110纳米,照射水分子,发现其发生三体解离,产生一个氧原子和两个氢原子 。团队成员猜想,两个氧原子复合产生氧气有可能是这些环境中氧气的重要来源 。结合早期太阳光的辐射强度和水分子吸收光谱分析,发现水分子光解产生氧原子的概率约为20% 。
【氧气|行星早期氧气可能来自水分子光解】袁开军表示,水在宇宙星云、彗星大气以及地球早期大气层中大量存在,水分子三体解离过程直接将氧气和水关联起来,对寻找生命星球具有重要意义 。卜叶

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