[口头报告]地球初始氧的矿物起源

地球初始氧的矿物起源

编号：30 稿件编号：51 访问权限：仅限参会人更新：2024-04-10 15:55:49 浏览：191次口头报告

报告开始：2024年04月14日 11:10 （Asia/Shanghai）

报告时间：15min

所在会议：[二] 专题二：微生物电子转移、微生物–矿物相互作用及共演化 » [2-2] 专题二：微生物电子转移、微生物–矿物相互作用及共演化（Part2）

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摘要

尽管早期地球大气极度缺氧，但基因组学和地球化学证据表明，氧气在早期生命的进化历史中一直起着重要作用。因此，地球初始氧的起源是解译地球宜居性演化与生命进化的关键。然而，早期地球上的氧化剂究竟来源于何处？
研究团队选取石英(SiO₂)作为硅酸盐矿物的典型代表，在模拟太古代大气环境(PO₂<10^-6atm)中机械磨蚀石英，采用¹⁸O示踪方法研究了矿物-水界面自由基产生活性氧反应。结果发现：H₂O₂和O₂中的氧主要源自矿物表面基团（过氧自由基），只有少量的·OH源自H₂O的解离，氧原子在矿物-水-大气三相界面上发生快速交换。在机械外力作用下，硅酸盐矿物-水界面可以不断释放活性氧，且这种作用广泛存在于风化剥蚀、河流冲刷、构造运动等地质过程中，构成了早期地球非生物氧化剂的重要来源。
这一发现颠覆了“地球初始氧来源于H₂O分解”的传统认识，揭示了矿物表面提供早期地球的初始氧。矿物-水界面反应的产氧机制在地球宜居性演化过程中的重要作用，这种非生物氧化剂是岩石圈、水圈、大气圈和生物圈协同演化的一种内在动力。