新的研究观点，地球的白昼变长启动了氧气的产生
来源：中国数字科技馆
科学家们对地球上的氧气怎么来的由了新的认识：这是因为行星减速了，白天变长了。
近日发表的一项研究提出了一个理论，并对该理论进行了验证。该理论认为，持续的日照时间变长会促使细菌产生大量氧气，从而使我们所知的大多数生命成为可能。
他们从休伦湖的一个深坑中挖出粘稠的紫色细菌，并对其在实验室实验中获得的光照进行了修正。这些微生物得到的光照越长，它们产生的氧气就越多。
*在这张由美国国家海洋和大气管理局雷霆湾国家海洋保护区提供的照片中，一名潜水员观察到休伦湖中岛天洞岩石上的紫、白和绿色微生物。
（照片来源：菲尔·哈特迈尔/NOAA雷声湾国家海洋保护区通过美联社提供）
科学界最大的谜团之一就是地球是如何从一个氧气含量极低的行星变成我们现在所拥有的可呼吸空气的星球。长期以来，科学家们认为这与被称为蓝藻的微生物有关，但无法确定这种变化是什么开始的。
研究人员在近期发表在《自然地球科学》（Nature Geoscience）杂志上的一项研究中提出理论，认为地球自转变慢，一天从6小时逐渐延长到现在的24小时，是蓝藻细菌让地球产生氧气的关键。
大约24亿年前，地球大气中的氧气非常少，几乎无法测量，所以我们所知道的动物或植物生命都无法生存。相反，当时许多像蓝藻细菌这样的微生物吸入二氧化碳，在最早的光合作用中产生氧气。
该研究的主要作者、德国马克斯·普朗克研究所的生物地球化学家朱迪思·克拉特说，起初这种氧气的产生并不多，但在大约4亿年的时间里，地球大气中的氧气含量就达到了我们现在的十分之一，这是一个巨大的飞跃。她说，氧气含量的增长让植物和动物得以进化，越来越多的其他植物也加入了制造氧气的队伍。
*这张由NOAA管理局雷湾国家海洋保护区提供的照片显示了密歇根州休伦湖中岛井坑的紫色微生物垫。像垫子上的小山和这样的“手指”是由像甲烷和硫化氢这样的气体引起的。
（照片来源：菲尔·哈特迈尔/NOAA雷声湾国家海洋保护区通过美联社提供）
但为什么细菌会疯狂地制造氧气呢？这就是密歇根大学海洋学家布莱恩·阿比克的研究切入点。他研究地球上的潮汐力以及潮汐力是如何减缓地球自转的。阿比克当时正在听一个同事关于蓝藻的讲座，他注意到氧气产生与地球白昼变长的时间相吻合。由于潮汐摩擦和与月球的相互作用等复杂的物理因素，行星的自转速度减慢。
密歇根大学和德国的研究人员用类似于24亿年前的细菌来验证他们的理论。他们使用了生活在休伦湖近79英尺深的天坑中一个怪异世界中的紫色和白色蓝藻。
潜水员提取了凝胶状的细菌地毯，这闻起来像臭鸡蛋。克拉特和他的同事们连续26个小时将他们暴露在不同数量的光照下。他们发现，更连续的光照会导致微生物产生更多的氧气。
该研究的作者和外部科学家说，这只是地球氧气增加的一种可能但似乎合理的解释。
这张由美国国家海洋和大气管理局雷霆湾国家海洋保护区提供的照片显示，在密歇根州休伦湖中，一条洞穴鱼躺在覆盖着紫色和白色微生物垫的岩石上。
（照片来源：菲尔·哈特迈尔/NOAA雷声湾国家海洋保护区通过美联社提供）
加州大学河滨分校生物地球化学教授蒂姆·里昂的人说，这个想法如此令人印象深刻的是，它不需要细菌或世界海洋发生任何巨大的生物变化。