科学家发现岩浆可储存过量氧气的能力——ScienceDaily

一组研究人员发现，高压条件下的熔融岩石能够储存超出其常规化学成分所预示数量的额外氧气。正如ScienceDaily报道，这可能意味着地球内部、火山活动与富氧大气形成之间存在此前被低估的联系。

该研究由高压科学与技术先进研究中心的Yanhao Lin和Ho-Kwang Mao领导，与西北工业大学的Haiyang Niu以及阿姆斯特丹自由大学的Wim van Westrenen合作完成。研究结果发表在《National Science Review》期刊上。

高压实验

科学家将洋中脊玄武岩的合成类似物加热至1200至1800 °C，并施加最高7吉帕的压力——约为大气压的6.9万倍。为创造高氧环境，研究人员向样本中加入了氧化铂。

在熔体快速冷却后，研究人员分析了形成的玻璃成分，包括水和二氧化碳含量。他们计算了平衡其他元素所需的氧气量，并确定了未被计算在内的氧气比例，称之为过量氧气。

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在正常大气压下，玻璃中几乎没有过量氧气。在7吉帕压力下，其比例超过了样本质量的5%。在未添加氧化铂的对照实验中，该指标为质量的0.2%至0.5%。

氧气到达地表的可能路径

拉曼光谱未在玻璃中发现分子氧信号。作者据此认为，过量氧气被嵌入材料结构中，而不是以气泡形式保存。计算机模拟还显示，随着压力升高，熔体溶解额外氧气的能力会增强。

研究人员推测，地幔氧化区域中的岩浆可能在深处吸收氧气，并在向地表上升时因压力下降而释放氧气。他们强调，这并不能证明古代火山活动对当前大气氧气总量作出了贡献。与此同时，一项初步估算显示，如果岩浆释放出相当于其质量0.27%的过量氧气，理论上可能足以达到目前地球大气中的氧气量。