氧氣是生命起源和進化的重要條件，天文學家已在地球等少數(shù)行星的大氣中觀測到氧氣，但對于這些氧氣的來源，業(yè)界的爭議很大。記者從中國科學院大連化學物理研究所獲悉，該所楊學明院士、袁開軍研究員團隊，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。相關研究結果發(fā)表在《自然·通訊》雜志上。

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。最近的天文觀測發(fā)現(xiàn)，彗星67P大氣層中存在大量氧氣和水，兩者的濃度具有較強的相關性。研究界認為，彗星中氧氣的形成可能與水相關，但相關的機制并不清楚。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。

關鍵詞： 氧氣 水分子 光解 自然·通訊