本報訊(記者卜葉)氧氣是生命起源和進化的重要條件。不過,就少數大氣中存在氧氣的行星而言,對於(yu) 其氧氣的早期來源學術界仍存在爭(zheng) 議。
近日,中國科學院大連化學物理研究所研究員袁開軍(jun) 、楊學明院士團隊,與(yu) 南京大學教授謝代前合作,發現水分子在極紫外波段光照下能夠三體(ti) 解離產(chan) 生氧原子,兩(liang) 個(ge) 氧原子結合生成氧分子,為(wei) 行星早期大氣中氧氣的起源提供了新思路。相關(guan) 成果發表於(yu) 《自然—通訊》,並被推薦為(wei) 亮點文章。
此前有觀點認為(wei) ,氧氣主要是由二氧化碳光化學產(chan) 生的,即二氧化碳光解離產(chan) 生一氧化碳和氧原子,兩(liang) 個(ge) 氧原子複合產(chan) 生氧氣。最近天文觀測發現,彗星67P大氣層中存在大量氧氣和水,二者的濃度具有較強相關(guan) 性。業(ye) 界認為(wei) 彗星中氧氣的形成可能與(yu) 水相關(guan) ,但相關(guan) 機製並不清楚。
袁開軍(jun) 團隊利用大連相幹光源,係統研究了水分子光化學的過程。研究團隊將解離波長縮短至90~110納米,照射水分子,發現其發生三體(ti) 解離,產(chan) 生一個(ge) 氧原子和兩(liang) 個(ge) 氫原子。團隊成員猜想,兩(liang) 個(ge) 氧原子複合產(chan) 生氧氣有可能是這些環境中氧氣的重要來源。結合早期太陽光的輻射強度和水分子吸收光譜分析,發現水分子光解產(chan) 生氧原子的概率約為(wei) 20%。
袁開軍(jun) 表示,水在宇宙星雲(yun) 、彗星大氣以及地球早期大氣層中大量存在,水分子三體(ti) 解離過程直接將氧氣和水關(guan) 聯起來,對尋找生命星球具有重要意義(yi) 。
相關(guan) 論文信息:
https://doi.org/10.1038/s41467-021-22824-7
《中國科學報》 (2021-05-12 第1版 要聞)