我们大气层早期演化过程中大量氢气的损失可能解释了为什么今天地球的空气富含生命支持氧气。这是来自 NASA 艾姆斯研究中心的科学家在最新一期《科学》杂志上发表的报告中的说法。
“如果没有氧气，地球上最复杂的生命将是绿色的微生物浮渣，”研究作者大卫·卡特林指出。“幸运的是，早期海洋中的一些细菌能够将水分解为氢和氧。” 事实上，这种分解今天仍然发生在光合作用生物中。它们利用太阳的能量将水分子分解，并利用氢来产生碳水化合物等有机化合物，留下氧气作为副产品。
传统的观点认为，大量富含氢的有机物质最终被埋在地下，使得氧气在大气中积累。但是卡特林的团队提出，氢是通过一种称为甲烷光解的过程逃逸到太空的，在该过程中，含氢的甲烷与氧气反应，从而释放出氢原子。
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如果卡特林的理论是正确的，那么就可以解释为什么早期地球保持足够的温暖以供生命繁荣。“三十亿年前，太阳的亮度只有现在的五分之四，”他观察到。“地球应该已经冻结了。”然而，甲烷是一种非常有效的温室气体，据卡特林说，那时它在大气中的浓度是今天的 100 到 1000 倍。