早期地球氧气产生新机制发现

吴长锋

2016年01月07日    来源：科技日报

　　在无生命迹象的地球早期，存在少量氧气，即稳定的基态氧分子。显然这些氧气不可能是通过现在所熟知的光合作用而来。那么它来自何方？中国科学技术大学田善喜教授研究组的一项研究，揭示了早期地球上氧气产生的全新机制。研究论文1月4日发表在《自然·化学》上。

　　在早期大气环境中，存在较多的二氧化碳和低能量电子。田善喜研究组提出，这些二氧化碳分子可以捕获低能电子，而后可能发生两种解离反应，即产生碳原子负离子和自由氧原子或者氧分子。他们利用自主研制的负离子速度时间切片成像谱仪，检测到了上述两个反应，并发现在特定的能量范围内才能有效产生氧分子，而且作为反应产物的自由氧原子也可能结合产生氧分子。

　　“低能电子贴附或捕获”过程对星际化学成分的演化至关重要。由于在许多星球如地球、火星、土星、木星六等的上空，存在大量二氧化碳气体和能量在20电子伏特左右的低能量自由电子，田善喜研究组认为，“电子贴附解离”对原始氧气起源的贡献，可能较以前公认的“三体复合反应”和新近发现的“光解反应”过程更为重要。这一发现大大深化和拓展了人们对“星际介质化学反应”的认识。