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水分子在極紫外波段光照下產(chǎn)生氧原子早起氧氣可能來源于此

2021-05-13 13:33:57 來源：《中國科學(xué)報》

氧氣是生命起源和進(jìn)化的重要條件。不過，就少數(shù)大氣中存在氧氣的行星而言，對于其氧氣的早期來源學(xué)術(shù)界仍存在爭議。

近日，中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所研究員袁開軍、楊學(xué)明院士團(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)成果發(fā)表于《自然—通訊》，并被推薦為亮點(diǎn)文章。

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，兩個氧原子復(fù)合產(chǎn)生氧氣。最近天文觀測發(fā)現(xiàn)，彗星67P大氣層中存在大量氧氣和水，二者的濃度具有較強(qiáng)相關(guān)性。業(yè)界認(rèn)為彗星中氧氣的形成可能與水相關(guān)，但相關(guān)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)生一個氧原子和兩個氫原子。團(tuán)隊(duì)成員猜想，兩個氧原子復(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。

標(biāo)簽：水分子三體解離氧原子氧氣