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经允许转载广达(Quanta)杂志抽象博客。

两年前,科学家宣布他们在37亿年前的岩石中发现了生命存在的证据,这表明生命在地球上出现的速度极快。一项对同一地点岩石的新分析对这一结论提出了质疑。阿比盖尔·奥尔伍德摄影
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2016年8月,一个研究团队声称在格陵兰岛一处37亿年前岩石的偏远露头中发现了生命迹象。这一大胆的说法不仅将生命起源推迟了至少2.2亿年,还增加了越来越多的证据,对地球暴力起源的标准说法提出了质疑Quanta杂志今年在“化石的发现挑战了关于地球起源的观点格陵兰岛的发现加入了一系列古代化石发现以及地球和月球的地质证据,进一步证明了地球从一开始就温暖湿润,在这种条件下,生命很快就出现了。

但一项后续研究出版英寸自然上个月,格陵兰的生命迹象可能只是压扁的岩石和错误的身份。在书中,作者认为,被视为明确生命标志的地质特征可以很容易地用构造力的正常、无生命的作用来解释。这场辩论凸显了将生命迹象解读为文物的挑战。

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争议与叠层石有关,叠层石是保存在岩石中的微生物活动的古代遗迹。当光合微生物在温暖的浅水中聚集在一个粘稠平坦的垫子中时,叠层石就会形成,随着时间的推移,垫子会变硬。新的垫子长在旧的上面。数千年来,这些垫子长成了一堆堆向上伸向阳光的土堆,薄薄的一堆煎饼变成了石头。

在理想的世界中,古代叠层石的轮廓会与岩石背景形成鲜明对比。它将被精细地分层,形状像金字塔、圆顶,甚至可能是一个完美的圆锥体,这是一种不借助生物学就很难解释的形式。

Lucy Reading-Ikkanda/Quanta杂志

遗憾的是,地质学很少是理想的。在数十亿年的过程中,日常的地质作用可以在岩石中形成类似叠层石的结构。更重要的是,一个曾经原始的叠层石可以被挤压、扭曲、卷曲和压碎,因此任何过去生命的信号都几乎无法与地质噪音区分开来。“时光倒流得越远,从岩石中收集生命证据就越困难,”他说伊丽莎白·特罗沃他是科罗拉多大学博尔德分校的地质学家。

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那么,2016年确定的结构是否是古代生命的证据? 阿比盖尔·奥尔伍德他是这项最新研究的主要作者,也是美国国家航空航天局喷气推进实验室的天体生物学家。她之前描述了已知最早的叠层石,即来自西澳大利亚州的35亿年前的样本,接近理想状态。它们明确界定的层嵌入沉积物中,表明主要微生物栖息地。虽然它们的形状各异,但都指向上,这使得很难证明野蛮的地质力量产生了如此微妙的多样性。科学家们基本上同意这些标本代表了我们对微生物生命的最早记录。

最初,Allwood对2016年发表于自然艾伦·纳特曼,澳大利亚伍伦贡大学的地质学家和他的同事们。她甚至写了赞扬这项研究的评论.

但后来她注意到了一些奇怪的事情。

提议的叠层石几乎太完美了,每个圆锥体都整齐地穿过其顶点。如果它们真的是叠层石,那么它们是完美排列的。奥尔伍德说:“它们都被完全暴露出来,这似乎有点不可思议。”。

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纳特曼提出的叠层石雕刻出一条不太可能的直线。艾伦·纳特曼

为了从另一个角度寻找风景,奥尔伍德和她的同事们乘直升机前往格陵兰岛。几乎在找到该地点后,他们立即发现了一个地质红旗。叠层石锥应始终指向上方,朝向太阳。然而,在纳特曼发现的一米范围内,一些叠层石是颠倒的。奥尔伍德说:“仅凭这一点就足以反驳生物起源。”。

为了获得更完整的图片,Allwood在离Nutman的一个地点不到半米的地方从岩石上切下了一块石板。真正的叠层石从任何角度都应该近似三角形。从一个角度来看,推测的叠层石确实像三角形。但从另一边看,它们是平的,就像山脊一样。这就像一长串波浪在海面上翻滚:从侧面看是尖的,但从正面看是平的。奥尔伍德认为,这些山脊看起来像是“被推、挤压、弯曲和折磨”,她说,它们是通过正常的构造过程,而不是几代微生物的精细作用形成的。

此外,Allwood发现叠层石中的微晶结构与山脊较大褶皱的方向相同,这与地质力一致,而非生物力。

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Trower表示,山脊并不能完全排除生物起源,他没有参与这两项研究。但援引奥卡姆剃刀的话,“它可能不是叠层石,”她说。

澳大利亚鲨鱼湾的叠层石。Julie Burgher/Flicker摄影

Nutman不同意2018年研究中提出的许多观点,尤其是他不同意Allwood的观点。在书面声明中广达(Quanta)他说,Allwood关注的是他的团队积极避免的一个明显变形的区域,这导致了“一个经典的苹果和桔子对比场景”。Allwood反驳说,她从Nutman的一个网站上提取了不到半米的样本。总体而言,奥尔伍德认为,2016年的研究未能考虑到更广泛的地质学,导致了可疑的推论。

例如,为了支持这些叠层石形成于古代浅海的说法,纳特曼指出了附近的一个“角砾岩”,即岩石碎片杂乱地包裹在沉积物中的地层。他拍摄了这张地质混乱的快照,作为古代风暴扰乱海底的证据,这意味着叠层石形成于无冰的浅海。

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奥尔伍德当时同意这种解释,但当她亲自检查现场时,她注意到角砾岩与更大的地层相连,表明这是正常的构造推拉作用的结果。

Allwood及其同事还发现了用于支持2016年研究的化学分析的错误。 乔尔·赫洛维茨他是石溪大学的地质学家,在2018年的研究中领导了化学分析,但没有发现叠层石中应有的精细内层。

格陵兰叠层石的争论抓住了迄今为止观察过去的固有困难,说科特·孔豪泽他是阿尔伯塔大学的地质学家。“想象一下,你今天在海滩上,看到细菌形成微生物垫。现在它被埋藏了30亿年,深达10公里。它被折叠起来,向上推,液体流过,矿物质溶解并重新沉淀。假设30亿年后你所看到的是今天的样子,这是合理的吗?”他说。“这就是我们的问题。”

Trower稍微乐观了一点,他同意这项工作很困难,但对推测的叠层石和周围地质情况获得更详细的三维图片“将有助于更深入地了解这些结构最初是什么以及它们是如何形成的。”

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Trower和Konhauser都很高兴看到负面结果最终出现在自然。“我们已经有很多关于早期生活的肯定声明,”科豪泽说,“但你必须对其进行测试。”。“这就是你前进的方式。”

乔纳森·朗贝尔是一位进化生物学家转为科学作家,目前担任Quanta杂志的写作实习生。在此之前,他是达拉斯晨报的AAAS大众媒体研究员,也是美国公共媒体儿童科学播客Brains on!的助理制作人!。他目前是康奈尔大学的博士生。

主导图片:假定的叠层石在格陵兰岛的露头上显示为山脊。而大多数海脊向上指向,与从海底向上生长的形态一致——向下指向一点(用黄色箭头突出显示),表明其为非生物起源。

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