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標 題: [摘錄]由球粒隕石確認地球早期為貧氧大氣
發信站: 銘傳築夢別境 (Fri Sep 23 22:11:59 2005)
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美國華盛頓大學聖路易斯分校（Washington University in St. Louis）地球與行
星科學專家Bruce Fegley等人，利用比較原始的球粒隕石（Chondrites）做為他們
的電腦模型的參考，計算結果顯示地球早期大氣為貧氧大氣（reducing atmosphere
），充滿了甲烷、氨、氫和水蒸氣，與現在的地球大氣中富含氧氣的情形截然不同。
Fegley等人之所以開始進行這項模擬，是想要檢測Miller-Urey實驗（Miller-Urey
experiment）的正確性。這個於1953年提出的生命起源理論--若生物要演化，必須
先產生有機化合物--雖然非常著名，但關於此實驗的爭議也從未平息。
科學家認為球粒隕石是由太陽系最早期的太陽星雲中的物質所組成，因此許多科學
家相信球粒隕石應是行星形成的基石。不過，從未有人檢測過：由球粒隕石形成的
最原始行星（primitive chondritic planet）會擁有什麼樣的大氣層？
Fegley等人檢視不同型態的球粒隕石，假設行星的確是由球粒隕石物質所形成，並將
行星結構予以分層，然後計算討論各層演化過程中，這些隕石的混合成分被加熱分解
之後，將會產生什麼樣的氣體，例如：鈣球粒隕石（calcium carbonate）被加熱分解
後，會釋放出二氧化碳氣體。從計算結果，他們發現：這些原始大氣中，含有大量甲
烷和氨氣，但現今生物最重要的氧氣卻付之闕如--標準的貧氧大氣。
所謂的貧氧大氣，意指大氣中含有氫氣，卻不含氧氣。Miller-Urey實驗曾指出：行星
原始大氣必定貧氧，因為含氧豐富的大氣根本無法製造出有機化合物。然而，大多地
質學家經由現代火山氣體所建立的模型計算之後，相信地球早期大氣中應是缺乏氫氣
、富含二氧化碳的狀態。由於火山氣體中含有大量的水蒸汽、二氧化碳和二氧化硫等
，但卻缺乏氨氣或甲烷，因此地質學家並不認同Miller-Urey實驗。
不過，Fegley指出：這些地質學家似乎忘了地球內部物質被加熱之後，也會隨時間演
化。所以根據最原始的球粒隕石物質所計算出的結果才是最自然而正確的；當球粒隕
石的混合物質被加熱後，會分解變成離子，因此很容易形成有機分子。
Miller-Urey實驗之所以會爭議不止，是因為類似的計算與實驗相當難以進行。Fegley
等人近年來陸續進行太陽系中除地球外、火山活動最活躍的木衛一（Io，埃歐）的火
山噴發氣體的研究，後來又將之應用到我們自己居住的地球的早期大氣研究中，這才
得出了上述成果。
資料來源：http://news-info.wustl.edu/tips/page/normal/5513.html, 2005.09.07
* 轉載自臺北天文館
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