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行星早期氧氣 或來自水分子光解

2021年05月11日 15:13:36 來源:光明網(wǎng) 作者:郝曉明

  氧氣是生命起源和進(jìn)化的重要條件,天文學(xué)家已在地球等少數(shù)行星的大氣中觀測到氧氣,但對于這些氧氣的來源,業(yè)界的爭議很大。記者從中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所獲悉,該所楊學(xué)明院士、袁開軍研究員團(tuán)隊(duì),與南京大學(xué)教授謝代前合作,發(fā)現(xiàn)水分子在極紫外波段光照下能夠三體解離產(chǎn)生氧原子,兩個(gè)氧原子結(jié)合生成氧分子,為行星早期大氣中氧氣的起源提供了新思路。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在《自然·通訊》雜志上。

  此前有觀點(diǎn)認(rèn)為,氧氣主要是由二氧化碳光化學(xué)產(chǎn)生的,即二氧化碳光解離產(chǎn)生一氧化碳和氧原子,兩個(gè)氧原子復(fù)合產(chǎn)生氧氣。最近的天文觀測發(fā)現(xiàn),彗星67P大氣層中存在大量氧氣和水,兩者的濃度具有較強(qiáng)的相關(guān)性。研究界認(rèn)為,彗星中氧氣的形成可能與水相關(guān),但相關(guān)的機(jī)制并不清楚。袁開軍團(tuán)隊(duì)利用大連相干光源,系統(tǒng)研究了水分子光化學(xué)的過程。研究團(tuán)隊(duì)將解離波長縮短至90—110納米,照射水分子,發(fā)現(xiàn)其發(fā)生三體解離,產(chǎn)生一個(gè)氧原子和兩個(gè)氫原子。團(tuán)隊(duì)成員猜想,兩個(gè)氧原子復(fù)合產(chǎn)生氧氣有可能是這些環(huán)境中氧氣的重要來源。結(jié)合早期太陽光的輻射強(qiáng)度和水分子吸收光譜分析,發(fā)現(xiàn)水分子光解產(chǎn)生氧原子的概率約為20%。

  袁開軍表示,水在宇宙星云、彗星大氣以及地球早期大氣層中大量存在,水分子三體解離過程直接將氧氣和水關(guān)聯(lián)起來,對尋找生命星球具有重要意義。

  郝曉明

[編輯: 陳嘉宜]
(本文來源:光明網(wǎng))
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