http://www.sciencehuman.com 科学人 网站 2015-11-15
科学家在分析古老锆石晶体中的石墨斑点时，拍下这些电子显微镜图像。
一块含有两处石墨斑点的锆石。
新浪科技讯 北京时间11月2日消息，据国外媒体报道，美国加利福尼亚大学洛杉矶分校科学家近日发现，在澳大利亚西部杰克山区，古老的锆石晶体中存在石墨斑点证据。研究人员认为，这一最新发现或可证明早在41亿年前地球上可能就存在生物，这比科学家此前预想的要早3亿年。一旦该结论得到证实，就意味着46亿年前当原始的尘埃和气体盘形成地球后不久，这个星球上就出现了生物。
美国加利福尼亚大学洛杉矶分校地理化学教授马克-哈里森表示：“要在二十年前，这个发现听上去会显得离经叛道。那时候，研究宣布地球生物存在时间为38亿年前就相当令人震惊了。如今我们发现，在地球形成不久后，几乎与此同时就出现了地球生物。这意味着，只要有合适的元素出现，星球上就会迅速形成生命。”
该研究显示，39亿年前内太阳系发生过大规模爆炸，这些爆炸导致地球上出现大型陨石坑，而生命的出现要早于这次大规模爆炸。石墨中的原子是碳的一种晶体形式，同时也是生物起源的标志。科学家宣称，石墨中富含碳同位素12C，这种“轻”碳同位素通常与有机生命存在关联，它暗示陆地生物圈早在41亿年前就已在地球上出现。该项研究另一负责人帕里克-波恩克指出：“一些科学家辩称，所有地球生命都在那次大规模爆炸中死亡，如果真是这样，那么不久后生命一定又迅速在地球上卷土重来。”
在澳大利亚西部的杰克山区，科学家发现古老的锆石晶体中存在石墨斑点证据。
长久以来，科学家认为，在大规模爆炸后的那段时期整个地球干燥且荒芜。然而，哈里森的研究结论则截然不同。他解释说：“早期的地球一定不像之前一些研究人员认为的那样可怕，说什么干燥严热，一片荒芜。研究显示，这些推断毫无证据。与之相反的是，地球很可能与今天的环境类似。”在哈里森的带领下，研究人员对一万多块锆石进行了深入研究，这些锆石最早形成于澳大利亚西部杰克山区熔化的岩石或岩浆中。锆石是一种硅酸盐矿物，它是提炼金属锆的主要矿石，合成的立方锆常被用来仿钻。锆石能捕获并锁住直接环境，作用类似于时间胶囊，因而成为同位素地质年代学最重要的定年矿物。经科学家研究判定，有656块锆石含有石墨斑点，其中79块可用拉曼光谱法进行分析。利用这种分析技术，科学家可以了解古代微生物的三维分子和化学结构。波恩克等人提议通过化学和矿物学试验，确定古老锆石的形成环境，同时搜寻生命的关键组成成分碳。
哈里森介绍说：“今年，贝斯－安与帕里克进行此项测验后，首次发现存在于41亿年前的石墨。我们非常肯定，这些锆石含有41亿岁的古老石墨。对于锆石中含有无生物起源的石墨，没有人能提出一个合理的解释。这个石墨比包含它的锆石还要古老。”根据锆石中的铀铅比，科学家推断这块锆石具有41亿年历史，但是无法推断这个石墨要比锆石古老多少年。哈里森指出，研究表明宇宙中可能富含生命体。
马克-哈里森是加利福尼亚大学洛杉矶分校的地理化学教授，也是此次研究项目的主要负责人。
在地球上，简单生命似乎形成速度非常快，不过这些简单生命可能历经数百万年时间，才进化获得进行光合作用的能力。锆石中包含的碳具有一种特征签名，即碳12与碳13的特定比，它标示着地球上存在着具备光合作用能力的生物。哈里森研究团队成员之一伊莉沙白-贝尔表示：“我们需要换一种理念来思考看待早期地球环境。”研究人员认为，这个石墨完整地包含在锆石内，毫无裂缝，因此历经数十亿年也不会受到污染破坏。
在最新发表的论文中，研究人员写道：“此次研究表明，相比之前在格陵兰岛西南部发现的样本，陆地碳同位素的记录时间要早3亿年。在陨石撞击作用下，一些非生物过程也可能产生轻碳形式，但是外星碳的数量决定了此次研究发现的成因不可能是陨石。相比之下，合理的解释应该是生物基因起源。我们认为，原始石墨中的轻碳同位素签名反映了一种生物进程，这与对原核生物进化关系中分子分化的估计是一致的，也就是说陆地生物圈出现于41亿年前。然而，考虑到含碳的冥古宙锆石的低出现率，因此要创建一个冥古宙碳循环模型，并提出有关可能的生命起源学说，还需要科学家进行大量持久的科研工作。”(彬彬)
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