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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

來源:《中國科學報》

氧氣是生命起源和進化的重要條件。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術界仍存在爭議。

日,中國科學院大連化學物理研究所研究員袁開軍、楊學明院士團隊,與南京大學教授謝代前合作,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。相關成果發(fā)表于《自然—通訊》,并被推薦為亮點文章。

此前有觀點認為,氧氣主要是由二氧化碳光化學產(chǎn)生的,即二氧化碳光解離產(chǎn)生一氧化碳和氧原子,兩個氧原子復合產(chǎn)生氧氣。最天文觀測發(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相關。業(yè)界認為彗星中氧氣的形成可能與水相關,但相關機制并不清楚。

袁開軍團隊利用大連相干光源,系統(tǒng)研究了水分子光化學的過程。研究團隊將解離波長縮短至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。團隊成員猜想,兩個氧原子復合產(chǎn)生氧氣有可能是這些環(huán)境中氧氣的重要來源。結合早期太陽光的輻射強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聯(lián)起來,對尋找生命星球具有重要意義。

標簽: 水分子 三體解離 氧原子 氧氣

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