地球在大约24亿年前，发生了“大氧化事件”期间，在这期间，氧气首次积聚在地球大气层中。不过，科学家有个长期一直存在的谜团是，地质线索表明，早在数亿年前，古细菌就开始进行光合作用并释放氧气。这些氧气都到哪里去了?
原来，有东西阻止了氧气上升。在一项数十亿年前岩石的新解释发现，火山气体可能是主因。这项研究由华盛顿大学的科学家领导，由美国国家科学基金会资助，并发表在《自然》杂志上。
该研究的第一作者信塔若· 卡都亚（Shintaro Kadoya）说：“这项研究恢复了大气中氧气进化的一个经典假设。这些数据表明，地球地幔（地函）的演化可以控制地球大气的演化，甚至可能控制生命的演化。”
科普：地幔，台湾称地函，位于地壳之下，地核之上，和地壳以莫氏不连续面为界，和地核间则以古氏不连续面为界。厚度约2900公里。化学成分主要是含铁、镁的硅酸盐，平均密度是3.3–5.5 g/cm3。地幔含石榴子石、辉石、橄榄石及其他类型的岩石。占地球体积的83%，总质量的68%。由于P波及S波皆可通过地幔，故推测地幔主要为固体构成。地幔可分成上部地幔、过渡带及下部地幔。
多细胞生命需要集中供应氧气，所以氧气的积累是地球上呼吸氧气的生命进化的关键。
“如果地幔的变化控制了大气中的氧气，地幔可能最终设定了生命进化的节奏，”Kadoya说。
合著者大卫·卡特林（David Catling）补充说：“在光合作用进化后的数亿年里，可氧化火山气体的供应能够吞噬光合作用的氧气。但随着地幔本身变得更加氧化，可氧化的火山气体就会减少。然后氧气就充满了空气，而此时没有足够的火山气体来将其全部抹去。”
这对理解地球上复杂生命的出现以及其他行星上存在生命的可能性，具有重要意义。卡都亚说：“这项研究表明，在考虑行星表面的演化和生命时，我们不能排除行星的地幔。”
Featured Image: These fossil stromatolites in South Africa contained records of early life central to the research. Credit: David Catling. Source: NSF
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