最古老钻石传递地球童年信息

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由澳大利亚和德国科学家共同组成的团队称，通过对地球上最古老钻石的研究发现，在42.5亿年前，地球上就已经有了生命的痕迹，这大大早于陨星密集撞击地球的38亿年之前。这个发现引发了广泛质疑，但地球学家们一致认为，钻石给出了研究地球童年的最新信息。

    周舒 (编译)

　　研究成果：

　　●通过对上世纪80年代发现的一些直径不超过0.3毫米的锆石经过碳14同位素的放射性测定，认为这些结晶体形成的时间，最早可以追溯到44亿年以前。
　　●在对钻石进行碳14同位素测定的过程当中，科学家们发现了不同寻常的现象：它们显示出碳12的痕迹。“在现代地球上，形成轻碳最常见的方式就是光合作用”。这意味着早在太古时代，生命形态可能已经出现在地球上了。

　　理论探讨：

　　●有科学家对碳12的来源提出质疑，认为很有可能是在实验过程当中，受到了现有碳12的污染。
　　●丹麦哥本哈根大学的米尼克·罗兴对这些微粒也怀有疑虑，“如果你看到他们的照片，你总是看见那些钻石是以碎片、缝隙、孔洞的形式出现。”
　　●科研小组自己也提出了另外一种可能。撞击地球的球状陨石也会带来同样的化学反应痕迹。
　　
　　一直以来，地球上生命的起源都是一个众说纷纭的话题。有不少科学家认为，天外陨星的撞击，为地球带来了最初的生命，这种观点也进入了不少生物学课本。由澳大利亚和德国的科学家共同组成的团队最近在《自然》杂志上公布了他们的研究成果。他们经过对西澳大利亚的杰克·希尔地区发现的地球上最古老钻石进行研究之后，得出结论认为：地球上的生命有可能比人们通常所认为的要早4.5亿年，也就是说，在42.5亿年前，地球上就已经有了生命的痕迹，大大早于陨星密集撞击地球的38亿年之前，地球自身的形成则是在46亿年前。这个发现如果被进一步确定，那么通常的“陨星撞击说”也将受到巨大的挑战，科学家们对于地球生命起源的研究将必须转向一个全新的方向，而且整个地球演化过程的理论也需要重新审视。

　　碳12透露的秘密

　　杰克·希尔地区位于澳大利亚西部的沙漠当中，科学家们在上世纪80年代发现了一些直径不超过0.3毫米的锆石。经过碳14同位素的放射性测定，这些结晶体形成的时间，最早可以追溯到44亿年以前。“它们应该是一些古老石头经过漫长时间风化分解之后的残留物，那些石头可能是世界上最古老的石头，但是现在只剩了这些微粒给我们。”研究小组成员中来自瑞典自然历史博物馆的怀特豪斯（Whitehouse）博士这样解释道。而对于普通人而言，经常会在电视导购节目中看到这种锆石被当作钻石来售卖。

　　44亿年前的时段，被科学家们称为“冥古代”（Hadean）。长久以来，这个时代都被认为与生命绝缘，因为那时地球刚刚形成不久，大气尚未成型、火山频发……条件十分严苛，甚难产生生命。但是对于这些锆石的研究表明，在当时存在着遇水冷却的低温岩浆，也就暗示着那时的地球并非人们所想象的那样严酷，而是有更低的温度和更大的湿度。

　　就是在那些微小的锆石颗粒当中，科学家们发现了钻石颗粒。它们极其细微，最大的直径不到50微米，但却是世界上最古老的钻石，比现存最早的钻石要早7亿年。而且它们还有可能是包含着生命起源最早信息的时间胶囊，在对它们进行碳14同位素测定的过程当中，科学家们发现了不同寻常的现象：它们显示出碳12的痕迹。碳12是碳的一种同位素，由6个原子、6个中子和6个电子构成，也被叫做“轻碳”，因为它是碳的三种同位素当中最轻的。科学家们处理了1000块锆石晶体，在18块锆石晶体和22个钻石微粒当中，科学家都发现了碳12。

　　“在现代地球上，形成轻碳最常见的方式就是光合作用”，研究小组的带头科学家，澳大利亚哥廷理工大学的亚历山大·聂姆钦（Alexander Nemchin）教授为这个发现做了注脚。在光合作用的过程当中，有机体会优先选择吸入轻碳，而将碳较重的同位素留在空气中。“当有机体死去的时候，它体内的轻碳会一直留存，成为某种标志。”聂姆钦教授这样说道。因此，碳12被发现出现在44亿年前的钻石当中，意味着早在太古时代，生命形态可能已经出现在地球上了。经过他们的研究，这些碳12还来自不同的年代，表现出延续性，因而更加体现出和生命体的关联。

　　“我们目前认为，这是已经发现的最早的地球轻碳保存样本”，对于这一点，聂姆钦态度坚定。但是小组其他科学家也指出，还有其他方式来形成轻碳，“当你看到碳同位素时，它们可以被解释是由生物有机体形成的，但是，当然还有其他形成轻碳的途径。”怀特豪斯补充道。其他的途径包括有二氧化碳参与的化合反应，甚至还有可能是“天外来碳”——在陨石撞击地球的过程中形成。“我们都有一些疑虑。”怀特豪斯对研究小组的发现表示乐观的同时也有些审慎。
质疑纷至沓来

　　在这个发现公布之后，质疑纷至沓来。除了怀特豪斯他们自己已有的对于碳12来源的疑虑，还有其他科学家对碳12的来源提出其他质疑，认为很有可能是在实验过程当中，受到了现有碳12的污染。同时在锆石当中发现钻石，也让很多地球物理学家和矿物学家提出了问题。澳大利亚国立大学的伊安·威廉姆斯（Ian Williams）博士指出，锆石一般都在不太深的低压地层中形成，形成所需要的温度也不算高，而钻石则需要高温高压来形成。尽管研究小组可以举出地层循环的理论来应对，亦即地球会通过火山爆发、板块漂移等方式将表层的地壳掩埋进深层地壳当中，从而使得钻石有可能形成，但是也有科学家指出锆石本身没有表现出经受过高温高压的考验。

　　而且这些过于细小的微粒，也让科研小组有些为难，“我们手头没有岩石，只有岩石的残余”。位于格陵兰西部的伊苏阿地壳带（Isua Belt），此前曾经被视作地球生命最古老的痕迹，时间上溯至38亿年前。伊苏阿地壳带的情况则与杰克·希尔地区钻石的情况相反，那里还有远古的岩石留存，碳12存在于一系列完整的岩石序列当中，而非仅仅是一些微粒。这些岩石可以让地质学家们系统地探究岩石形成的年代，以及它们是否可能真正包含了生命的信息。

　　发现了伊阿苏地壳带的丹麦哥本哈根大学的米尼克·罗兴（Minik Rosing）对这些微粒也怀有疑虑，“如果你看到它们的照片，你总是看见那些钻石是以碎片、缝隙、孔洞的形式出现，如果它们真的来自于那些结晶体，那么至少应该有一些是完全包含在晶体结构当中的。”他甚至认为，这些微粒有可能根本不是生命最初的线索，而仅仅是化学反应的结果，“就好像汽车排出尾气之前，在转化器当中发生的非有机的化学反应。”他认为如果真正有化合作用发生的话，那么碳同位素的含量会保持一个恒定的水平。

　　科研小组自己也提出了另外一种可能——“天外来客”带来的礼物。撞击地球的球状陨石也会带来同样的化学反应痕迹。这种假说也颇为吸引人，因为“冥古代”一般被认为在38亿年以前，因为大规模的地外陨星的撞击而终结。这些密集的撞击，被认为是地球生命的起源。但是罗兴教授又反诘道，如果这个假设成真的话，“我们所有关于这些锆石的理论都会失效，我们会再次回到一无所知的状态。”

　　不过尽管这项新的发现面对了种种质疑和探讨，有一点对于科学家们来说是确定的：这些直径不超过0.3毫米的锆石和其中包含的钻石，让地球的幼年显得更加扑朔迷离，也更加引人入胜。“任何关于地球童年的消息都十分迷人，这些石头就像是一份给地球学家们的圣诞礼物。年幼时候的地球就像一副巨大的拼图，钻石们给出的信息是其中最新的一块。”研究小组的地质学家马丁·凡·科兰能党克（Martin Van Kranendonk）这样说。

sanjohn

但愿能够早点出结果