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标 题[摘录]由球粒陨石确认地球早期为贫氧大气
发信站铭传筑梦别境 (Fri Sep 23 22:11:59 2005)
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美国华盛顿大学圣路易斯分校(Washington University in St. Louis)地球与行
星科学专家Bruce Fegley等人,利用比较原始的球粒陨石(Chondrites)做为他们
的电脑模型的参考,计算结果显示地球早期大气为贫氧大气(reducing atmosphere
),充满了甲烷、氨、氢和水蒸气,与现在的地球大气中富含氧气的情形截然不同。
Fegley等人之所以开始进行这项模拟,是想要检测Miller-Urey实验(Miller-Urey
experiment)的正确性。这个於1953年提出的生命起源理论--若生物要演化,必须
先产生有机化合物--虽然非常着名,但关於此实验的争议也从未平息。
科学家认为球粒陨石是由太阳系最早期的太阳星云中的物质所组成,因此许多科学
家相信球粒陨石应是行星形成的基石。不过,从未有人检测过:由球粒陨石形成的
最原始行星(primitive chondritic planet)会拥有什麽样的大气层?
Fegley等人检视不同型态的球粒陨石,假设行星的确是由球粒陨石物质所形成,并将
行星结构予以分层,然後计算讨论各层演化过程中,这些陨石的混合成分被加热分解
之後,将会产生什麽样的气体,例如:钙球粒陨石(calcium carbonate)被加热分解
後,会释放出二氧化碳气体。从计算结果,他们发现:这些原始大气中,含有大量甲
烷和氨气,但现今生物最重要的氧气却付之阙如--标准的贫氧大气。
所谓的贫氧大气,意指大气中含有氢气,却不含氧气。Miller-Urey实验曾指出:行星
原始大气必定贫氧,因为含氧丰富的大气根本无法制造出有机化合物。然而,大多地
质学家经由现代火山气体所建立的模型计算之後,相信地球早期大气中应是缺乏氢气
、富含二氧化碳的状态。由於火山气体中含有大量的水蒸汽、二氧化碳和二氧化硫等
,但却缺乏氨气或甲烷,因此地质学家并不认同Miller-Urey实验。
不过,Fegley指出:这些地质学家似乎忘了地球内部物质被加热之後,也会随时间演
化。所以根据最原始的球粒陨石物质所计算出的结果才是最自然而正确的;当球粒陨
石的混合物质被加热後,会分解变成离子,因此很容易形成有机分子。
Miller-Urey实验之所以会争议不止,是因为类似的计算与实验相当难以进行。Fegley
等人近年来陆续进行太阳系中除地球外、火山活动最活跃的木卫一(Io,埃欧)的火
山喷发气体的研究,後来又将之应用到我们自己居住的地球的早期大气研究中,这才
得出了上述成果。
资料来源:
http://news-info.wustl.edu/tips/page/normal/5513.html, 2005.09.07
* 转载自台北天文馆
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