[读懂科学]地球氧气激增之谜，陜川撞击坑给出答案

by Kim Jonghwa

Published 15 Apr.2026 12:00(KST)

首次发现叠层石……亦为火星生命探测提供线索

约24亿年前地球大气中氧气浓度急剧上升的“氧气大爆发事件（Great Oxidation Event）”之长期谜团，迎来了来自朝鲜半岛唯一陨石撞击坑的新线索。

韩国地质资源研究院（KIGAM）研究团队在庆尚南道陜川陨石撞击坑中确认存在地球早期生命的代表性遗迹——叠层石（Stromatolite），首次提出陨石撞击后形成的热液湖可能曾是产氧微生物的“繁殖地”。

陜川陨石撞击坑全景。韩国地质资源研究院提供

由Im Jaesu KIGAM博士带领的研究团队在陜川陨石撞击坑西北侧发现了多块直径10～20厘米规模的叠层石，并于15日表示，通过分析认为这些叠层石生长于陨石撞击之后形成的热液湖环境，相关研究结果已发表于国际学术期刊《Communications Earth & Environment》。

叠层石是类似蓝细菌等微生物逐层捕获沉积物形成的穹顶状或柱状结构，被视为约35亿年前生命活动的代表性化石。由于其是通过光合作用产生氧气的微生物遗迹，因此成为研究早期地球大气变化的关键线索。

研究团队认为，巨型陨石坠落陜川后形成的撞击坑中，地下水与雨水汇集形成湖泊，而深部的冲击熔融物在长时间内释放热量，从而营造出热液湖环境。

在陜川陨石撞击坑发现的叠层石现场照片。KIGAM提供

实际分析发现，在叠层石内部同时呈现出陨石物质影响与周缘岩石特征；稀土元素分析中也确认了热液作用的典型标志——铕（Eu）含量异常值。尤其是在叠层石中心部位，这类特征更为显著，表明其早期生长期热液活动十分活跃，随后随着时间推移逐渐冷却。

本次研究的最大意义在于，这一热液湖可能不仅是简单的地质现象，还可能是早期地球的“氧气绿洲”。研究团队提出，早期地球上频繁发生的陨石撞击在各处形成类似的热液湖，其中蓝细菌与叠层石大量繁衍，局部持续向环境供应氧气。

这为解释氧气大爆发事件时期大气氧气为何会急剧上升提供了新的情景。以往主要从火山活动变化、大陆生长、海洋化学变化等角度进行讨论，而本次研究则补充了“陨石撞击可能通过扩展生命栖息环境，加速氧气生产”的全新视角。

陨石撞击形成的陜川撞击坑在热液作用下演化为高温高盐湖，边缘的叠层石生长并产生氧气，随后随着热液活动减弱，逐步演变为当前地形与植被的过程示意图。KIGAM提供

研究团队还将此次成果扩展到火星探测战略。与早期地球相似，被推测曾存在液态水的古代火星陨石撞击坑周边，也有可能保留类似叠层石的生命遗迹。

研究团队表示，在今后的火星探测中，重点寻找撞击坑外围的沉积层、有机物层以及层状岩石结构，可能成为生命迹象探测的核心任务。

论文第一作者Im Jaesu博士表示：“这是首次综合性揭示叠层石在陨石撞击坑内热液湖环境中生长的证据”，并称“本研究以新的氧气绿洲假说作为早期地球氧气大爆发成因之一，同时也为火星表面探测提供了新的视角，具有重要意义”。

本报道由人工智能(AI)翻译技术生成。