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关于早期地球，被广泛地接受的观点是，那时的大气充斥着有毒的甲烷、一氧化碳、硫化氢以及氨气，持续的氧化条件仅在地球23亿岁时，即约地球目前年龄的一半时，才开始。
“人们总是认为地球上的条件‘一开始’是非常简化的，因为最初硅酸盐物质（最终形成地幔）和形成地核的铁元素是混合在一起的，”Rensselaer技术研究所的纽约天文生物学中心的布鲁斯沃森说，他是发表在12月1日的《自然》上的论文的作者之一。“元素（简化的）铁的存在暗示简化的条件，因此也暗示简化的气体诸如甲烷、硫化氢和氨气。”科学家使用术语“简化的”来描述只有有限的氧的条件。
从国际空间站看到的地球的稀薄的可呼吸的大气
沃森和他的同事现在把这个假设颠倒了过来，他们认为早期大气可能由更多的富含氧气的化合物组成，这些化合物在目前的地球大气内存在－－包括水、二氧化碳和二氧化硫。
地球的大气由火山活动释放的气体形成的理论，这个研究小组在实验室里重构了岩浆形成的条件，检验是什么气体在那些岩浆内存在。当岩浆通过地球的内部，它或者喷发到地面，或者在地下凝固。对早期地球的岩浆条件的研究努力变得非常困难，因为事实是，地球在不断地循环其地壳，因此几乎没有地球历史的最初5亿年的证据。然而，锆是那个时期留下的唯一矿物，年龄超过40亿岁，能够提供回溯那个时期的窗口。
“我们使用一个‘指数’来度量氧压，采用一种罕见的地球元素铈的比率的形式，”沃森解释道。铈是一种有用的对氧丰度的度量，因为它能够具有两种不同的氧化态，取决于系统内氧的压力。“锆矿内的铈比率，我们在实验室里把它作为氧压的函数进行校正，然后应用到古老的锆矿。”
这项研究揭示了铈的氧化程度更高的那种化合物的数量较高，这意味着早期地球的火山气体相对地氧化程度更高，更像那些今天的火山喷发出的气体。然而，沃森补充道，他们的结论并不暗示早期大气内有大量的自由氧；生命花费了－－15亿年－－才把氧的水平提高到目前的情况。
因为人们并不认为氧化的大气是生命的伟大起点－－甲烷和其贫氧的相似化合物为从无机化合物到氨基酸和DNA提供了一个好得多的进步之阶－－这个新结论对确切地理解生命怎样和何时在这颗行星上开始，以及生命的成份是否确实是从宇宙的其它地方过来的，具有指导意义。
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