迄今為止最古老的化石可能只是一個烏龍


迄今為止最古老的化石可能只是一個烏龍


SME按:古生物研究一直爭議不斷,尤其是在幾十億年前生命剛有雛形的時候,現在科學家在格陵蘭島的裸露岩層找到了距今37億年前的生物化石,但卻遭到了不小的質疑。

來源 The Atlantic

作者 Ed Yong

翻譯 SME科技故事

2016年8月,伍倫貢大學的地質學家努特曼宣佈,他和同事在格陵蘭的裸露岩層中發現了迄今為止年代最久遠的化石。團隊在這塊37億年前的岩石中發現了一排幾釐米高的錐形凸起,他們將這些解釋為由古代海洋細菌菌落產生的疊層石(通常認為是藻類沉澱物生成的構造)。此前,最古老的化石是來自澳大利亞皮爾巴拉地區的疊層石,有35億年的歷史,努特曼的發現比它還要早2億年。

努特曼的團隊將成果發表在了《Nature》期刊上,引來了NASA地質學家阿爾伍德的關注,她為此寫了一篇評論。她很大程度上是贊同的,並且表示這些新發現將生命的起源進一步推向了地球最初的起源。如果解讀是準確的,那就表明生命誕生可能並沒有我們想象中的那樣充滿巧合,哪怕只有一半的機會生命也能緊緊把握。“這是一個非常令人興奮的發現,其影響將是巨大的。”阿爾伍德說,“論文沒有毛病,解讀也沒有任何毛病,看不到任何疏漏。”


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然而。

阿爾伍德發現了一些異樣,疊層石在岩石表面排列異常整齊,就像是瑞士三角巧克力一樣。“這些錐形結構的每一個都像是從頂部統一分開的。”(原文沒有配圖,說實話本人沒看懂這段形容)她說,“這簡直像是奇蹟,好像它們都在遊行隊列裡一樣。”

出於好奇,阿爾伍德決定親自檢查這些結構。由於格陵蘭島眾所周知的天氣不定,努特曼並沒有接受阿爾伍德同行的邀請。不過,很幸運,她抵達時天氣晴好,她和另一位同事乘坐直升機到化石發現地,從岩層中截下一塊疊層石,次日就返回了。旅途雖短,但足夠讓阿爾伍德找到真相了。

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與最初的想法相反,阿爾伍德認為這些疊層石只是數十億年前地質鉅變的產物,是被扭曲、破碎、拉伸的古老岩石,恰好看起來像是生物沉積物形成的結構罷了。隨後她也把自己的研究寫成論文同樣發表在《自然》期刊上。


疊層石的形成原因是微生物菌落附著所產生的粘液會從海水中捕獲礦物質,長時間堆積,硬化乃至石化,形成各種類型的凸起物,可能是柱狀、錐狀、拱形等。但無論是什麼形狀,疊層石應當始終從海底向上生長。“我們在現場注意到的第一件事就是有個別指向下方。”阿爾伍德說。

當從裸露岩層中切出一個所謂的疊層石時,阿爾伍德發現那根本不是一個椎體。它實際上是一個類似於山脊一樣的條狀結構,向岩石內部延伸了幾釐米。忘掉前面那個瑞士三角巧克力的比喻,實際上它更像是一個條狀的減速帶,我們看到的只是它的截面部分。顯然地質變化比生物沉積更容易形成這樣的結構。這些岩石經歷了複雜的變化,它們在一個方向上被擠壓產生了這種脊狀結構,又在另一個方向上被拉伸,這種特性被阿爾伍德形容為“扯口香糖”。

可以預料到,努特曼和其同事對阿爾伍德的這種解釋抱有不滿。我們寄希望於這些發表文章能夠啟動新的一輪研究以及得出如意的結論。一位曾經與努特曼一起工作的學者表示,阿爾伍德只進行了非常粗略的調查工作,對裸露岩層的實地考察僅有不到一天的時間,並且當時岩層有積雪覆蓋。實際上努特曼認為阿爾伍德考察的裸露岩層是有較大地質變化區域,不是保存較好的核心區域。

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但是阿爾伍德反駁說,她所調查的地區距離原始論文中提到的一個地點不到一米遠。至於倉促考察的指控,阿爾伍德認為反而是努特曼團隊那麼久都沒搞清楚真相,應該感到羞愧。

回到實驗室裡,阿爾伍德和同事們分析了格陵蘭島岩石樣本的化學成分,並且找到了更多的證據來支持她的觀點。真正的疊層石,比如先前澳大利亞的樣本,應該在內部有分層,但格陵蘭島的沒有,相反,它的內部幾乎是純硅的,碳酸鹽礦物形成的邊緣將它們與覆蓋的岩石隔開。這些不是微生物形成的結果。含有碳酸鹽礦物質的液體滲入硅礦物的表面形成結晶,這種過程有點像巧克力滲入海綿蛋糕裡一樣。

而努特曼則認為,雖然這些樣本內部層保存得不如澳大利亞的那樣完好,但也還是存在的。他還指出了格陵蘭樣本中獨特的化學物質,椎體中鈦和鉀的濃度低於周圍的岩石,還含有不太常見的釔或其他元素,這些元素是海水的標誌。這些特徵表明,椎體不是岩石碎片拉伸擠壓形成的,而是海洋微生物的造成的結果,海水中的礦物質聚集在這些疊層石內。

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阿爾伍德表示事實並非如此,椎體裡的鈦與鉀含量低並不意味著什麼:它們在裸露岩層的其他部分也被消耗了。至於釔和其他稀有元素,更詳細的分析表明它們集中在韻母和石英礦物的微觀斑點中,這些斑點可能在後期形成於岩石中,這些都和生物學無關。但努特曼並不同意這種說法,他指出同一地區的其他岩石沒有上述的特徵,他依舊堅持原來的觀點。

來自威廉姆斯學院的古生物學家科恩更傾向於阿爾伍德的觀點。“特殊的研究發現需要特殊的數據支撐,雖然最初團隊也做到了用數據說話,但卻並不能讓人信服。”她說,“阿爾伍德的後續研究正是我希望看到的,我相信對於‘最古老的生命證據’還會有更多的研究提出反對意見,但作為古生物學家,我還是更期待這些古老化石是真的。”

貝內特認為,爭議並沒有改變,還有其他證據指向生命在超過36億年前就已經存在了。她說:“在地球有岩石記錄之前,我們很難證明遠古生命存在。”阿爾伍德再次表示不贊同,她說雖然我們除在澳大利亞發現的近35億年前的樣本,還沒有其他可信的證據,但這並不代表沒有更早的微生物存在,我們不能對這個事實上誤導他人。

阿爾伍德是美國宇航局2020年火星計劃的首席調查員,她用來研究格陵蘭岩石的工具當中有一樣不可或缺的東西,那就是用來搜尋上古生命訊號的探測器(rover)。問題是,如果兩支訓練有素且學術聲譽良好的團隊為了地球上的岩石都能爭個不可開交,來自其它星球上的證據所引發的分歧,又將會深刻到何種地步呢?


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努特曼與阿爾伍德



“達成共識也不是不可能。”阿爾伍德說。問題未必出在距離上,而是出在協作上。努特曼的論文和她的駁論各有五名合作作者,但兩支團隊中真正到過格陵蘭的,卻都只有二人。其他人則負責處理樣本或者照片。“在其他人能夠帶隊前往格陵蘭之前,爭論僅僅發生在我和努特曼兩人之間,”阿爾伍德說,“然而探索火星的時候,我們卻擁有數百名世界上的頂尖科學家來與探測器一同工作。”

對她來說,最大的教訓就是要把實地考察擺在第一位。2020年火星計劃中的探測器主要用來收集樣本,接下來的任務則是將其運回地球以備分析之用。不過,若要恰當地解讀這些樣本,研究團隊需要充分發揮探測器的各項功能,小心翼翼地研究火星的地貌。“我們不能把它扔到火星上就不管了,”阿爾伍德說,“不管你對探測器帶回的那些樣本有怎樣的疑問,首當其衝的仍然是踏實地完成在火星期間的工作。”

為協助這一系列工作,她還想要打造一套虛擬現實裝置,科學家們可以在其中以更具沉浸式的體驗來一同察看火星的地貌,而非在照片裡爬梳。“平日火星團隊在一起的時候,所做的東西基本可以叫‘視頻會議與PPT科學’,”她說道,但如果她的計劃能成功,“在每週末的時候,人們就會帶上虛擬現實眼鏡,一同站在岩石露頭的發掘現場了。”

原文鏈接:

https://www.theatlantic.com/science/archive/2018/10/oops-oldest-fossils-ever-found-might-just-be-rocks/573244/


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