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雖然高濃度的過氧化氫可能對(duì)生命有害，但它也可以為微生物分解出有用的氧氣來源。這種額外的氧氣來源可能影響了早期地球上在光合作用進(jìn)化之前的高溫環(huán)境中的生命的早期進(jìn)化，甚至可能是起源。

(資料圖片)

地表下巖石壓裂的條件

研究人員能夠利用實(shí)驗(yàn)室中的小瓶模擬出地下巖石斷裂的一些關(guān)鍵條件。代表海洋和大陸地殼的巖石在氮?dú)庀卤环鬯椋尤霟o氧水中，然后被加熱。資料來源：Jon Telling / Jordan Stone / 紐卡斯?fàn)柎髮W(xué)

在構(gòu)造活躍的地區(qū)，地殼的運(yùn)動(dòng)不僅產(chǎn)生地震，而且使地表下充滿了裂縫和斷裂。這些裂縫內(nèi)有高度反應(yīng)性的巖石表面，含有許多不整齊的地方，水可以從裂縫處向下過濾，并與新斷裂的巖石上的這些缺陷發(fā)生反應(yīng)。

碩士生Jordan Stone在實(shí)驗(yàn)室里通過粉碎花崗巖、玄武巖和橄欖巖來模擬這些條件--這些巖石類型可能存在于早期地殼中。然后在良好控制的無氧條件下，將這些巖石添加到不同溫度的水中。

生命和氧氣的歷史

該研究調(diào)查了與地質(zhì)斷層有關(guān)的活性氧的來源；在藍(lán)細(xì)菌為地球大氣提供氧氣之前，這是一個(gè)潛在的氧氣來源。這種活性氧可能在生命從無氧世界進(jìn)化到有氧世界的過程中發(fā)揮了作用，并在生命起源之前對(duì)地下裂縫的生物化學(xué)做出了貢獻(xiàn)。資料來源：Jon Telling / Jordan Stone / 紐卡斯?fàn)柎髮W(xué)

實(shí)驗(yàn)顯示，大量的過氧化氫--以及因此可能產(chǎn)生的氧氣--只有在接近水的沸點(diǎn)的溫度下才會(huì)產(chǎn)生。重要的是，過氧化氫形成的溫度與地球上一些最喜歡熱的微生物的生長(zhǎng)范圍相重疊，這些微生物被稱為嗜熱菌，包括靠近宇宙生命樹根部的進(jìn)化的古代用氧微生物。

作為環(huán)境地球科學(xué)研究碩士的一部分進(jìn)行這項(xiàng)研究的主要作者Jordan Stone說。"雖然以前的研究表明，少量的過氧化氫和其他氧化劑可以通過在沒有氧氣的情況下對(duì)巖石的壓力或粉碎而形成，但這是第一個(gè)表明高溫在最大限度地生成過氧化氫方面至關(guān)重要的研究。"

主要作者Jordan Stone在英國(guó)紐卡斯?fàn)柎髮W(xué)環(huán)境地球科學(xué)碩士課程中進(jìn)行了這項(xiàng)研究，他設(shè)置了其中一個(gè)實(shí)驗(yàn)。信用：Jon Telling / Jordan Stone / 紐卡斯?fàn)柎髮W(xué)

首席研究員、高級(jí)講師Jon Telling博士補(bǔ)充說："這項(xiàng)研究表明，碎石和礦物上的缺陷與你所期望的更'完美'的礦物表面的反應(yīng)方式可能非常不同。所有這些機(jī)械化學(xué)反應(yīng)需要產(chǎn)生過氧化氫，從而產(chǎn)生氧氣，是水、破碎的巖石和高溫，這些在光合作用演化之前都存在于早期地球上，并且可能影響到熱的、地震活躍地區(qū)的化學(xué)和微生物學(xué)，在那里生命可能首先演化。"

關(guān)鍵詞：過氧化氫紐卡斯?fàn)柎髮W(xué) 光合作用