研究系外行星生命現象的天文學家發現,所研究的每一顆行星似乎都是一個獨特的謎團,尤其是碳元素。因為碳對於行星上的氣候與地質生物化學具有關鍵性的影響力。假如研究行星科學的學者們能夠了解系外行星上的碳是從哪裡來的、如何產生,以及在大氣中作用的化學方法與過程,就可以在此議題上取得重大進展。而其中與碳有關的物質,有二氧化碳(CO2)、一氧化碳(CO)、甲烷(CH4),而其中最關鍵的就是一氧化碳分子。
由藝術家筆下所展現,系外行星上正進行著劇烈的火山活動。雖然因為距離遙遠難以直接觀察,但是天文學家可以藉由分析行星大氣中的光譜變化來瞭解火山活動的活躍程度。而火山活動劇烈與否,與行星大氣中的一氧化碳含量息息相關關。圖照來源:Phys.org。
在約30億年前,海洋中開始孕育出許多原始而簡單生命形態時,當時空氣與海洋中的含氧量非常稀少、陽光也較微弱,因此在大氣中保存濃厚一氧化碳。而科學家們認為,這樣的環境有利於原始的簡單生命形成與發展。因為,一氧化碳可以成為原始生命的演化中所需,碳和氧的重要來源。
行星上的化學反應和平衡是由海洋、陸地、大氣與恆星發光之間複雜的回饋機制所控制,而一氧化碳含量失控暴增的大氣演化過程,對於生命形成非常重要。在含氧量極低的環境中,二氧化碳會經由紫外線分解產生一氧化碳,而水分子經由光分解作用產生的氫氧基會和一氧化碳作用而回復到二氧化碳,彼此形成平衡關係。