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锆石中封存微小碳粒 或将地球生命史提早3亿年

[2015/10/30]
西澳大利亚的杰克山拥有罕见的地球早期历史遗迹——在40亿年之前形成的微小锆石晶体。现在,科学家表示,这些晶体可能包含着有关生命历史的重要线索。

地球上的生命始于何时?科学家们通过地质记录不断钻研,他们钻得越深,便越觉得生命就出现在我们行星45亿年历史的早期。而迄今为止,地质学家发现的最早的生命痕迹形成于38亿年前。现在,一项颇有争议的新研究所提出的证据可能会把生命出现时间提早3亿年,那时地球才刚刚形成。

线索就藏在一大块锆石晶体中的微小石墨(一种碳质矿物)斑点中。锆石形成于岩浆中,并常常将其他矿物包入它们的硅—氧—锆晶体结构中。虽然锆石的尺寸要比头发的直径还小,但它们却几乎是坚不可摧的。锆石可以比它们最初构成的岩石保存得更久,经受更多次的侵蚀和沉积循环。

事实上,尽管地球上最古老的岩石只能追溯到40亿年前,但是研究人员已经发现了有44亿年历史的锆石。这些晶体让我们得以一窥地球历史的最初篇章,也就是冥古宙。“想要研究40亿年前地球发生了什么,锆石几乎就是我们唯一的实体样品。”加州大学洛杉矶分校(UCLA)的地球化学家Elizabeth Bell说,她是这项在线发表在《美国科学院院报》( Proceedings of the National Academy of Sciences)上的新研究的第一作者。

在这项研究中,Bell和她的同事检验了来自西澳大利亚杰克山的锆石样本,杰克山是地球上产出冥古宙样品最多的地点,研究人员在锆石中寻找金刚石、石墨等碳质矿物。仅凭矿物的存在并不能证明锆石形成时有生物存在,但是碳质矿物确实提供了寻找生命化学信号的机会。研究团最终在41亿年前形成的锆石中发现了一小片疑似未被干扰的石墨。石墨中较重的碳原子与较轻的碳原子,即碳的两种同位素之间的比例很低,这与有机物的同位素特征一致。“在现在的地球上,如果你看到了这样的碳,你会说这是由生物形成的,”Bell说,“当然,对于冥古宙来说,这还存在争议。”
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