矿物颗粒及其在地球大气中氧化的作用

根据一项新的研究，矿物颗粒在数十亿年前提高地球大气中的氧气含量方面发挥了关键作用，对后来智能生命的进化方式产生了重大影响。

到目前为止，科学家们认为，氧气水平上升是由于海洋中的藻类和植物的光合作用，氧气作为副产品产生并释放到大气中。

但利兹大学的一个研究小组表示，光合作用理论并不能完全解释氧气水平的增加。

在6月<>日星期一发表在《自然地球科学》杂志上的一篇论文中，研究人员认为，当藻类和植物死亡时，它们会被微生物消耗掉，这是一个从大气中获取氧气的过程。

结果，大气中的氧气量是通过光合作用产生的氧气与由于死亡植物和藻类分解而损失的氧气之间的平衡。

为了使大气中的氧气含量变得更高，科学家们说，衰变过程必须已经减慢或停止。这是通过所谓的矿物有机碳保存来实现的，其中海洋中的矿物质，特别是铁颗粒，与死去的藻类和植物结合并抑制它们的腐烂和分解。

总体结果是氧气水平能够不受阻碍地增加。

领导这项研究的利兹地球与环境学院生物地球化学教授卡罗琳·皮科克(Caroline Peacock)说：“科学家们多年来一直知道矿物颗粒可以与死去的藻类和植物结合，使它们不易受到微生物的攻击，并保护它们免受腐烂过程的影响，但矿物颗粒是否有助于推动大气氧气的上升从未经过测试。

研究人员开始针对已知的地质事件测试他们的理论，当矿物颗粒的水平可能更高时，例如，当大陆形成时，导致更大的陆地面积，矿物 - 包括铁颗粒 - 将被吹入或冲入海洋。

例如，2亿年前的大氧化事件见证了大气中氧气含量的飙升。这与大陆的逐渐形成相吻合，这将导致更多的矿物颗粒流入海洋。

赵明宇博士以前在利兹，但现在在北京的中国科学院，进行了这项研究。他说：“海洋中矿物颗粒的增加会降低藻类分解的速度。这对氧气水平产生了重大影响，使它们上升。

大气中氧气的增加对生命的发展产生了重大影响。它导致了日益复杂的生物的进化，它们从栖息在水中转变为生活在陆地上。

对于皮科克教授来说，这项研究不仅使人们更好地了解了地球大气层变得含氧的方式，而且还让我们看到了复杂生命在其他星球上发展所必需的条件。

她说：“我们的研究正在为地球大气如何变得富含氧气提供了新的理解，最终使复杂的生命形式得以进化。

“这让我们对智能生命发展所需的其他星球上的条件有了重要的了解。

“地球上水的存在只是故事的一部分。需要有干燥的土地来提供最终将进入海洋的矿物颗粒的来源。