行星早期氧气 或来自水分子光解

科技日报讯 (记者郝晓明)氧气是生命起源和进化的重要条件,天文学家已在地球等少数行星的大气中观测到氧气,但对于这些氧气的来源,业界的争议很大。记者从中国科学院大连化学物理研究所获悉,该所杨学明院士、袁开军研究员团队,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。相关研究结果发表在《自然·通讯》杂志上。

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。最近的天文观测发现,彗星67P大气层中存在大量氧气和水,两者的浓度具有较强的相关性。研究界认为,彗星中氧气的形成可能与水相关,但相关的机制并不清楚。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%。

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。

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