虽然氧气现在是我们海洋和大气中最丰富的元素，分别占其质量的 88.8% 和 23.1%，但情况并非总是如此。事实上，地球上氧气的丰富是 24 亿年前 才出现的，这要归功于光合作用的出现，即一些早期生命形式通过光合作用将阳光转化为能量。科学家们说，光合作用的产物之一恰好是氧气，这彻底改变了地球，创造了日益复杂生命形式的条件。
尽管这次所谓的“大氧化事件”至关重要，但科学家们一直对光合作用出现之前地球上氧气的存在感到好奇。现在，Nature Communications 上发表的 最新研究 表明，地质断层的移动可能产生了过氧化氢，这是地球早期重要的氧气来源。研究人员说，这个来源可能促成了光合作用出现之前地球上氧气的存在，并可能影响了早期微生物的进化。
艰难的开端
尽管过氧化氢在高浓度下会对微生物生命造成危害，但在适度的情况下，它也是重要的氧气来源。根据最新研究，当地质断层在地球地下灼热区域移动时，它们会产生过氧化氢，从而产生氧气。它们可能影响了生命的早期进化。
“虽然之前的研究表明，在没有氧气的情况下，通过岩石的应力或破碎可以形成少量过氧化氢和其他氧化剂，但这是第一个表明高温在最大化过氧化氢生成方面至关重要的研究，”主要研究作者、纽卡斯尔大学研究员 Jordan Stone 在一份 新闻稿 中说。
研究岩石中的氧气
据研究人员称，地壳的不断移动在构造活跃区域的地下形成了裂缝和缝隙。研究人员说，这些裂缝和缝隙特别敏感。因此，当水渗入这些不完美之处时，就会引发重要的反应。
研究人员使用地球早期地壳中常见的岩石，包括花岗岩、玄武岩和橄榄岩，对这些反应进行了测试。他们在无氧条件下，在不同温度下，将岩石压碎并加入水中。他们的模拟在接近水的沸点的高温下产生了过氧化氢，从而产生了氧气。
尽管这些温度对生命来说可能不适宜，但它们实际上与一种称为 嗜热菌 的微生物的理想条件相吻合，嗜热菌是地球上最早的生命形式之一。
“这项研究表明，压碎的岩石和矿物上的缺陷的行为可能与你所期望的‘完美’矿物表面的反应截然不同，”纽卡斯尔大学教授、资深研究作者 Jon Telling 在一份新闻稿中说。
“所有这些机化学反应，包括产生过氧化氢，从而产生氧气，只需要水、压碎的岩石和高温，这些在光合作用进化之前的早期地球上都存在，并且可能影响了生命最初可能进化的灼热、地震活跃区域的化学和微生物学，”Telling 在新闻稿中说。
最终，研究人员表示，需要进一步研究来充分理解这一过程在支持早期地球生命形式方面的作用。
