地球上薄薄的氧气大气层维持着我们的生命，尽管我们仍然不知道它到底是如何形成的。
芝加哥大学的一项新研究揭示了铁必须扮演的角色的线索。
在地球45亿年的大部分时间里，这颗行星都是贫瘠和不适宜居住的；直到世界获得了氧气，多细胞生命才能真正开始运转。
但科学家们仍在试图确切地了解，我们的星球是如何以及为什么会有这样美丽的富氧大气的。
研究人员说：“如果你仔细想想，这是我们的星球一生中经历的最重要的变化，我们仍然不确定这是如何发生的。”
“你在回答这个问题上能取得的任何进展都是非常重要的。”
在10月23日发表在“科学”杂志上的一项新研究中，加州大学芝加哥分校的研究生安迪·希尔德、道法和他们的同事使用一项开创性的技术，揭示了有关海洋铁在地球大气上升中所起作用的新信息。
这些发现揭示了更多关于地球历史的信息，甚至可以为在其他恒星系统中寻找宜居行星提供线索。
科学家们通过分析非常古老的岩石，煞费苦心地重建了古代地球的时间线；这些岩石的化学成分会根据它们形成的条件而变化。
“有趣的是，在24亿年前发生的永久性大氧合事件之前，你会在时间线上看到这些诱人的氧气小爆发的证据，看起来地球似乎是在试图为这个大气层铺平道路，”论文的第一作者赫德说。
“但现有的方法不够精确，无法梳理出我们需要的信息。”
这一切都可以归结为一个谜题。
桥梁工程师和车主都知道，如果周围有水，氧气和铁就会生锈。
希尔德说：“在早期，海洋中充满了铁，它们可能会吞噬任何悬浮在周围的游离氧气。”
从理论上讲，铁锈的形成应该会消耗任何过量的氧气，而不会留下任何形成大气的氧气。
希尔德和道法想要测试一种方法来解释氧气是如何积累的，尽管存在这个明显的问题：他们知道海洋中的一些铁实际上是与火山出来的硫结合形成黄铁矿(更广为人知的是愚人金)。
这个过程实际上会将氧气释放到大气中。
问题是这些过程中哪一个“赢”了。
为了测试这一点，希尔德利用道法的起源实验室最先进的设施开发了一项严格的新技术，以测量铁同位素的微小变化，以找出铁走的是哪条路线。
然后，科学家们用这项技术分析了来自澳大利亚和南非的26亿到23亿年前的岩石。
他们的分析表明，即使在本应将大量氧气储存到铁锈中的海洋中，某些条件也可能促进了足够多的黄铁矿的形成，使氧气能够逃离水中，并有可能形成大气。
道法说：“这是一个有许多活动部件的复杂问题，但我们已经能够解决其中的一部分。”
希尔德说：“在如此巨大的问题上取得的进展对社会来说真的很有价值。”
“尤其是在我们开始寻找系外行星的时候，我们真的需要了解有关我们的地球如何变得宜居的每一个细节。”
随着望远镜扫描天空寻找其他行星，并发现数千颗行星，科学家们将需要缩小范围，进一步探索潜在的生命。
通过更多地了解地球变得宜居的方式，他们可以在其他行星上寻找类似过程的证据。
“我喜欢这样想，氧气上升之前的地球是我们拥有的理解系外行星的最好实验室，”希德说。
