生產氧氣的石頭

柳靜

一望無垠的太平洋碧波蕩漾，驕陽當照萬里晴空。一艘郵輪在波光粼粼的大海上悠悠然地駛向遠方，海鷗在輪船四周歡快地飛舞，游客們在甲板上愉悅地自行拍照，盡情呼吸著來自太平洋上空的新鮮空氣，好一派美好的景象！如果此時有人告訴你，你這條朝氣蓬勃的生命所依靠的氧氣是由海下的石頭造出來的，你是否會大跌眼鏡？

雖然你摸不著頭腦，但這是不爭的事實。據研究表明，遠古時期的地球曾極度缺氧，空氣中的氧分子還不到現在大氣氧含量的0.001%，是一個不折不扣的生命禁區，更是一個毫無生機的星球。

那么，現代空氣中充足的氧氣是怎么形成的呢？原來，占據現代大氣含量21%的氧氣，都是經過一系列增氧事件慢慢積累起來的。地球上比較顯著的增氧事件發生在距今5.8億年～5.2億年前后，地球早期大氣和海洋中的氧氣含量發生了快速增加，而這要歸功于一種特殊的石頭——蒸發巖。

2019年9月2日，中國和英國的科學家在《自然-地球科學》中發表論文，認為地表大規模的造山運動將大量蒸發巖輸入海洋，蒸發巖作為大洋的氧化劑，使得寒武紀大爆發之前普遍缺氧的大洋深部得以氧化，快速增加了大氣和海洋中的氧氣含量，為該時期地球大型復雜多細胞生命的快速演化奠定了基本條件。

那么，蒸發巖是從哪里來的呢？為什么它能制造氧氣呢？科學家對距今5.8億年～5.2億年前后的地質層和生命演化做了進一步觀察和研究，同時對地層中的碳同位素進行了對比分析，提出了一個新的地球系統模型，對這一時期地球氧氣迅速增加的原因給出了新的見解。他們認為，距今5.7億年前后，地球上的主要大陸通過拼合形成了一個岡瓦納超大陸和位于超大陸內部的超級中央造山帶，將距今8億年前后大量沉積的蒸發巖礦物風化剝蝕后輸入海洋。富含硫酸鹽的蒸發巖是一種氧化劑，可以通過硫酸鹽還原菌對海水中的有機質進行氧化，形成黃鐵礦，導致當時海洋中有機碳庫快速減少。海洋中有機碳的快速氧化，向大氣排放了大量二氧化碳，導致大氣升溫，加強了陸地風化作用和蒸發巖向海洋的輸入量，海洋中有機碳庫進一步被氧化，形成了海洋氧化的正反饋作用機制，使得大氣和海洋中的氧氣快速增加，為大型復雜多細胞生命的快速演化提供了條件。

如今，地球上的我們擁有如此豐富多彩的生活，這都要歸功于這些奇特的石頭。