地球氧气出现比想象的早：产氧细菌32亿年前出现

文章来源：蝌蚪五线谱
　　如果你希望乘坐时光机回到40亿年前，你会发现自己在一个炎热、荒芜得连一个氧分子都没有无法呼吸的行星上。地球曾经是一个令人窒息的鬼地方，但是在很久很久以前，微小的绿色细菌就使空气中了充满氧气。最近的研究发现，它们存在的时间远远超出了我们的想象。

　　在一项即将发表在《地球和行星科学快报》的研究中，一组地球化学家报告说发现大约在32亿年前，沉积在浅海富含铁的岩石层中有铁锈──这说明有氧气存在的迹象。通过化学分析，研究人员发现这古老铁锈的形成来自于生物的作用。这说明地球上第一个产氧细菌的出现比我们想象的要早2亿年。
　　植物的作用是维持我们可以呼吸的大气，但是蓝藻在几十亿年前就启动了相同的功效，这些微小的绿色细菌开发出光合作用1.0。它们利用光能来分解水和产生糖，动物们真是捡了大便宜，因为光合作用产生的氧气对这些绿色细菌并没有什么卵用。
　　大约在23亿年前，氰基像疯了一样，开始往空气中灌注氧气。富氧的空气变得利于复杂的多细胞生物生存，而厌氧菌却难以存活。地质学家认为这个“氧气大革命”事件是地球生命历史的一个重大转折点。

　　蓝藻 图片来源Doc。RNDr。Josef Reischig，CSc。/Wikimedia
　　但是第一个氰基是怎么产生和什么时候产生的仍是个迷，要研究来自很久很久以前的微小的有机体是很棘手的事情。因为很多信息被板块构造运动清除掉了。
　　然而，地质学家们都是固执的人，他们一直在系统地采集古岩层信息来拼凑出地球朦胧的过去。
　　在最新的研究中，来自威斯康星大学麦迪逊分校的地球化学家Aaron Satkoski和他的同事将目光转向一块位于南非约翰内斯堡以东的32亿岁的、粉色和红色条纹的岩石。由于埋藏在远古海洋中，这些沉积岩的颜色来自于铁在氧气中的逐步氧化。通过岩石中铁锈的两种铁同位素的比值──铁56和铁54，这个团队确定了这块浅海的岩石是在含氧量低于0.1%环境中形成的。这听起来没什么了不起的，但是请注意，大多数这一时期的岩石并未显示出有氧气存在，进一步证明氧气存在的是少数铀原子，当与氧气反应，它们的结晶结构会打破。

　　这块条带状铁成岩就是氧气在32亿年前就存在的证据（图片来源：Satkoski/威斯康星大学麦迪逊分校）
　　当然该研究只确定了氧气存在的一个时间点，但“当时蓝藻是不是出现在全球各地”的问题仍然没有结论。如果这是确定的，那么“氧气大革命”为什么在之后的10亿年才发生仍然存疑。
　　话说回来，地球早期的确不适合生存──遭受强烈的紫外辐射和小行星攻击等等。可能早期蓝藻的生长十分受限，只能在少数既有充足阳光又有保护条件的浅海苦苦支撑。如果这是意外，说明第一个地球塑形师有着超出我们想象的能力，我们还要深入研究这颗星球。（蝌蚪君编译自gizmodo，译者：叫我-HCL）