De herkomst van zuurstof op aarde en andere planetaire zonnelichamen is een fundamenteel onderzoeksprobleem. Het wordt algemeen aanvaard dat de prebiotische route van zuurstofproductie in de primitieve atmosfeer van de aarde via vacuüm-ultraviolette (VUV) fotodissociatie van CO ₂ en daaropvolgende recombinatie van twee O-atomen.

In tegenstelling tot, de fotodissociatie van H ₂ O, een van de dominante zuurstofdragers, is lang aangenomen dat het voornamelijk gaat om hydroxyl (OH) te produceren ^- en waterstof (H)-atoom primaire producten, en zijn bijdrage aan de zuurstofproductie is beperkt.

Onlangs, een onderzoeksgroep onder leiding van prof. Yuan Kaijun en Yang Xueming van het Dalian Institute of Chemical Physics (DICP) van de Chinese Academie van Wetenschappen onthulde zuurstofproductie van de drielichamen-fotodissociatie van watermoleculen met behulp van de Dalian Coherent Light Source.

Hun bevindingen werden gepubliceerd in Natuurcommunicatie op 30 april.

De VUV-faciliteit voor vrije-elektronenlasers bij de Dalian Coherent Light Source stelt de onderzoekers in staat om het belang van H ₂ O fotochemie voor zuurstofproductie.

"Onze experimentele resultaten gaven aan dat H ₂ O onder VUV-excitatie kan in drie fragmenten breken:één O-atoom en twee H-atomen, waar de O-atomen zijn in de ¹ D en ³ P stelt. Het dissociatieproces met drie lichamen is het dominante kanaal voor H ₂ O fotochemie in het 90-110 nm-gebied, " zei prof. Yuan.

De kwantitatieve bepaling toonde aan dat ongeveer 20% van de H ₂ O foto-excitatiegebeurtenissen resulteerden in O-atomen. Gezien de overvloed aan water in zeer interstellaire omstandigheden zoals in interstellaire wolken, atmosferen van de kometen van de zonnefamilie, en zelfs in de primitieve atmosfeer van de aarde, O-productie uit waterfotolyse moet een belangrijk proces zijn. De daaropvolgende recombinatie van O-atomen produceerde O ₂ , die een belangrijke prebiotische O . vertegenwoordigde ₂ -productie traject.