《科學》：氧氣起源紛爭再起

　　新研究對氧氣出現在地球的時間提出了質疑

　　新的研究對氧氣何時出現在早期的地球提出了質疑

　　地球上最早的生命并不需要“呼吸”氧氣，但是大氣中如果沒有能夠自由呼吸的氧氣，早期生命除了綠藻也就剩不下什么了。傳統觀點認為，通過光合作用產生的氧氣大約于距今24億年前在地球上站穩了腳跟，這幾乎占這顆星球歷史的一半時間。然而新的實驗室研究結果卻對這一“大氧化事件”的姍姍來遲提出了挑戰。

　　一直有研究人員相信，氧氣在30億年前便已出現在地球上，但是2000年，美國學院公園市馬里蘭大學的地質化學家James Farquhar發明了一種與硫同位素有關的非常棒的技術，將這一大氧化事件的發生年代定格在距今24億年前。在一個化學反應中，相同元素的不同同位素的比例會發生變化。通常情況下，這些變化依賴于同位素的質量。然而Farquhar發現，在距今24億年前，3種硫同位素之間的同位素變化卻不依賴于同位素的質量。就像人們所知道的那樣，這種非質量分餾(MIF)只有在無氧大氣中進行太陽紫外輻射時才能夠實現，同時MIF硫在距今24億年之后便消失不見了。

　　然而理論學家最近提出了另一種可能的解釋——MIF硫還可能存在于炙熱的固體蛋白質中。在一項新研究中，美國大學公園城賓夕法尼亞州立大學的地質化學家Hiroshi Ohmoto和Yumiko Watanabe嘗試著調查了這種可能性。他們和Farquhar——主要負責完成關鍵的同位素分析工作——報告說，在模擬地球早期更為猛烈的溫泉條件下，兩種氨基酸能夠非常少量地產生MIF現象。研究人員在4月17日出版的美國《科學》雜志上報告了這一研究成果。

　　這篇論文在一段措辭謹慎的結論中提出，新發現的反應模式又重開了地球早期氧化的時間問題。如果無氧大氣并非MIF硫的唯一來源，那么氧氣很可能在MIF信號消失之前便已存在于地球的大氣中。Ohmoto強調：“這至少是一種我們應該加以考慮的可能性。”就個人而言，他說，“我認為我們取得的這些發現符合了我多年前說過的話”，即氧氣的出現要比人們的估算提前了數億年的時間。另一方面，Farquhar依然認為，MIF信號的消失“更有可能”標志著大氣中的氧氣出現的最早時間。

　　其他許多專家則傾向于支持Farquhar，他們指出，實驗室的研究結果太小了——僅僅占在地質記錄中發現的MIF總量的10%，并且對于溫泉反應為何在距今24億年前突然中斷也缺乏一個令人信服的解釋。美國劍橋市麻省理工學院的地質化學家Shuhei Ono指出：“我認為這一時間(距今24億年前)依然很有可能是大氣中的氧氣的起源時間，因此當前有關早期無氧大氣的概念依然站得住腳。”

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