地球氧氣出現比想象的早:氧細菌32億年前出現

文章來源：蝌蚪五譜

如果你希望乘坐時光機回到40億年前，你會發現自己在一個炎熱、荒蕪得連一個氧分子都沒有無法呼吸的行星上。地球曾經是一個令人窒息的鬼地方，但是在很久很久以前，微小的綠色細菌就使空氣中了充滿氧氣。最近的研究發現，它們存在的時間遠遠超出了我們的想象。

在一項即將發表在《地球和行星科學快報》的研究中，一組地球化學家報告發現大約在32億年前，沉積在淺海富含鐵的岩石層中有鐵鏽——這明有氧氣存在的跡象。通過化學分析，研究人員發現這古老鐵鏽的形成來自於生物的作用。這明地球上第一個氧細菌的出現比我們想象的要早2億年。

植物的作用是維持我們可以呼吸的大氣，但是藍藻在幾十億年前就啟動了相同的功效，這些微小的綠色細菌開發出光合作用1.0。它們利用光能來分解水和生糖，動物們真是撿了大便宜，因為光合作用生的氧氣對這些綠色細菌並沒有什麼卵用。

大約在23億年前，氰基像瘋了一樣，開始往空氣中灌注氧氣。富氧的空氣變得利於複雜的多細胞生物生存，而厭氧菌卻難以存活。地質學家認為這個“氧氣大革命”事件是地球生命歷史的一個重大轉折點。

但是第一個氰基是怎麼生和什麼時候生的仍是個迷，要研究來自很久很久以前的微小的有機體是很棘手的事情。因為很多信息被板塊構造運動清除掉了。

然而，地質學家們都是固執的人，他們一直在系統地採集古岩層信息來拼湊出地球朦朧的過去。

在最新的研究中，來自威斯康辛大學麥迪遜分校的地球化學家Aaron Satkoski和他的同事將目光轉向一塊位於南非約翰內斯堡以東的32億歲的、粉色和紅色條紋的岩石。由於埋藏在遠古海洋中，這些沉積岩的色來自於鐵在氧氣中的逐步氧化。通過岩石中鐵鏽的兩種鐵同位素的比值——鐵56和鐵54，這個團隊確定了這塊淺海的岩石是在含氧量低於0.1%環境中形成的。這聽起來沒什麼了不起的，但是請注意，大多數這一時期的岩石並未顯示出有氧氣存在，進一步證明氧氣存在的是少數鈾原子，當與氧氣反應，它們的結晶結構會打破。

當然該研究只確定了氧氣存在的一個時間點，但“當時藍藻是不是出現在全球各地”的問題仍然沒有結論。如果這是確定的，那麼“氧氣大革命”為什麼在之后的10億年才發生仍然存疑。

話回來，地球早期的確不適合生存——遭受強烈的紫外輻射和小行星攻擊等等。可能早期藍藻的生長十分受限，只能在少數既有充足陽光又有保護條件的淺海苦苦支撐。如果這是意外，明第一個地球塑形師有超出我們想象的能力，我們還要深入研究這顆星球。（蝌蚪君編譯自gizmodo，譯者：叫我-HCL）