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耶魯大學(xué)地球和行星科學(xué)教授、《自然》雜志上一項新研究的共同作者Jun Korenaga說：“這個時期是地球歷史上最神秘的時期。我們提出的是迄今為止關(guān)于地球最初5億年的最完整的理論。”

該研究的第一作者是Yoshinori Miyazaki，他曾是耶魯大學(xué)的研究生，現(xiàn)在是加州理工學(xué)院的斯坦貝克博士后研究員。這項研究是基于Miyazaki的耶魯大學(xué)論文的最后一章。

大多數(shù)科學(xué)家認為，地球開始時的大氣層很像金星的大氣層。它的天空充滿了二氧化碳--是目前大氣中碳含量的10萬倍以上--而且地球的表面溫度會超過400華氏度。科學(xué)家們認為，在這樣的條件下，生物生命將無法形成，更不用說生存。

Miyazaki說：“不知何故，大量的大氣碳必須被移除。因為沒有從早期地球保存下來的巖石記錄，我們開始從頭建立一個非常早期地球的理論模型。”

Miyazaki和Korenaga結(jié)合了熱力學(xué)、流體力學(xué)和大氣物理學(xué)的各個方面來建立他們的模型。最終，他們確定了一個相當(dāng)大膽的主張：早期地球被目前地球上不存在的巖石所覆蓋。

Miyazaki說：“這些巖石本來富含一種叫做輝石的礦物，而且它們可能具有深綠色。更重要的是，它們的鎂含量極其豐富，其濃度水平在現(xiàn)今的巖石中很少觀察到。”

Miyazaki表示，富含鎂的礦物與二氧化碳反應(yīng)，產(chǎn)生碳酸鹽，從而在封存大氣中的碳方面發(fā)揮了關(guān)鍵作用。

研究人員認為，當(dāng)熔化的地球開始凝固時，它的水合濕地幔--這個星球3000公里厚的巖石層--進行了劇烈的對流。濕地幔和高鎂輝石的結(jié)合極大地加快了將二氧化碳拉出大氣層的過程。

事實上，研究人員說，大氣中的碳封存速度比現(xiàn)代巖石地幔的速度快10倍以上，只需要1.6億年。Korenaga說：“作為額外的獎勵，早期地球上的這些‘怪異’巖石很容易與海水發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生大量的氫氣，人們普遍認為這對創(chuàng)造生物大分子是必不可少的。”

這種效應(yīng)將類似于一種罕見的現(xiàn)代深海熱噴口，稱為“失落之城”熱液場，位于大西洋中。“失落之城”熱液場的氫氣和甲烷的非生物生產(chǎn)使其成為調(diào)查地球上生命起源的主要地點。

Korenaga補充說：“我們的理論不僅有可能解決地球如何變得適合居住，而且還有可能解決地球上出現(xiàn)生命的原因。”

美國宇航局（NASA）和美國國家科學(xué)基金會的撥款幫助資助了這項研究。

關(guān)鍵詞：耶魯大學(xué) 二氧化碳研究人員