科学家发现让地球终于能够开始呼吸的隐秘化学反应

一项最新研究揭示，镍和尿素曾制约地球最早的产氧生物，加剧了地球氧气积累的神秘延迟。科学家们发现，这两种被忽视的化合物在近十亿年间限制了蓝藻的繁殖，直到它们逐渐减少，氧气才得以在地球大气中大量释放，引发“伟大的氧化事件”。

数十亿年前，氧气首次在地球大气中出现，带来生命进化的巨大转折。但值得关注的是，在蓝藻具备产氧能力数亿年后，地球大气中的氧气含量仍然极低。科学界针对这一延迟进行了长期探索，曾提出过火山气体、化学反应和微生物生态等多种假设，却始终缺乏完整解释。

最新研究将这一谜题的焦点转向两种微量元素和化合物——镍和尿素。研究显示，这两者似乎在远古海洋中强力影响了蓝藻的生长与氧气的释放速度。首席研究员、冈山大学（日本）Dilan M. Ratnayake博士表示：“如果我们有朝一日要在其他星球上实现氧气循环，理解微生物如何改变环境就至关重要。这项研究的成果不仅揭示了复杂生命进化的化学机制，还将影响未来的样品分析与行星探索。”

科学家们通过两步实验还原了约40亿至25亿年前的太古代环境。首先，他们将氨、氰化物和铁化合物混合，并用紫外线照射，模拟臭氧层形成前的强紫外环境，以验证尿素是否能在自然条件下形成。接着，在不同镍与尿素浓度下培育蓝藻，监测其生长状况与叶绿素含量，从而研究这两种物质对微生物扩增的影响。

实验结果显示，早期海洋中高浓度镍和尿素抑制了蓝藻的繁殖，使地球氧气浓度始终受限。随着这两者浓度逐渐降低，蓝藻开始大规模扩展，有效释放氧气，引发了大气结构的根本性变化。Ratnayake博士指出，镍与尿素不仅决定了其生成方式，也直接影响到生物的消费及生态繁荣。

该研究不仅完善了地球氧气演化模型，还对外星生命探测有所启示。如果科学家能明确大气含氧机制，未来或可在其他星球识别类似生命迹象。研究发现，元素间的化学相互作用在行星环境演变中起到核心作用，帮助理解地球乃至宇宙中的生态演化过程。

该成果证实，尿素确实能在太古条件下自然合成，并展示了镍与尿素根据浓度对生物能量结构的双重影响。二者稳步下降，解除蓝藻扩张障碍，为地球形成宜居环境奠定了基础。科学家通过此次实验，进一步认识到微妙的化学变迁如何塑造了地球与生命的进化史。

编译自/ScitechDaily