氧气是生命起源和进化的重要条件。不过，就少数大气中存在氧气的行星而言，对于其氧气的早期来源学术界仍存在争议。
近日，中国科学院大连化学物理研究所研究员袁开军、杨学明院士团队，与南京大学教授谢代前合作，发现水分子在极紫外波段光照下能够三体解离产生氧原子，两个氧原子结合生成氧分子，为行星早期大气中氧气的起源提供了新思路。相关成果发表于《自然—通讯》，并被推荐为亮点文章。
此前有观点认为，氧气主要是由二氧化碳光化学产生的，即二氧化碳光解离产生一氧化碳和氧原子，两个氧原子复合产生氧气。最近天文观测发现，彗星67P大气层中存在大量氧气和水，二者的浓度具有较强相关性。业界认为彗星中氧气的形成可能与水相关，但相关机制并不清楚。
袁开军团队利用大连相干光源，系统研究了水分子光化学的过程。研究团队将解离波长缩短至90~110纳米，照射水分子，发现其发生三体解离，产生一个氧原子和两个氢原子。团队成员猜想，两个氧原子复合产生氧气有可能是这些环境中氧气的重要来源。结合早期太阳光的辐射强度和水分子吸收光谱分析，发现水分子光解产生氧原子的概率约为20%。
袁开军表示，水在宇宙星云、彗星大气以及地球早期大气层中大量存在，水分子三体解离过程直接将氧气和水关联起来，对寻找生命星球具有重要意义。
相关论文信息：https://doi.org/10.1038/s41467-021-22824-7
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