行星早期氧氣可能來自水分子光解

　　氧氣是生命起源和進化的重要條件。不過，就少數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。

　　近日，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，發現水分子在極紫外波段光照下能夠三體解離產生氧原子，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生的，即二氧化碳光解離產生一氧化碳和氧原子，兩個氧原子復合產生氧氣。最近天文觀測發現，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性。業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，發現其發生三體解離，產生一個氧原子和兩個氫原子。團隊成員猜想，兩個氧原子復合產生氧氣有可能是這些環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，發現水分子光解產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起來，對尋找生命星球具有重要意義。

　　相關論文信息：https://doi.org/10.1038/s41467-021-22824-7