然而,并不是所有的科學家都同意這些結(jié)構(gòu)是源于生物的--這比人們普遍認為的古代生命的第一個跡象早了大約3億年。
現(xiàn)在,在對巖石進行廣泛的進一步分析之后,研究小組發(fā)現(xiàn)了一個更大、更復雜的結(jié)構(gòu)--一個一側(cè)有平行分支的莖,幾乎有一厘米長--以及數(shù)百個扭曲的球體,或橢圓體,與管和絲一起。
研究人員說,雖然可以想象其中一些結(jié)構(gòu)是通過偶然的化學反應產(chǎn)生的,但帶有平行分支的"樹狀"莖很可能是生物起源,因為還沒有發(fā)現(xiàn)僅僅通過化學創(chuàng)造的結(jié)構(gòu)。
該小組還提供了細菌如何以不同方式獲得能量的證據(jù)。他們在巖石中發(fā)現(xiàn)了礦化的化學副產(chǎn)品,這些副產(chǎn)品與古代微生物通過不涉及氧氣的光合作用形式以鐵、硫以及可能的二氧化碳和光為生的情況一致。
據(jù)研究人員稱,這些新發(fā)現(xiàn)表明,各種微生物生命可能已經(jīng)存在于原始地球上,可能在地球形成后僅3億年。
主要作者Dominic Papineau博士(UCL地球科學、UCL倫敦納米技術(shù)中心、行星科學中心)說:“利用許多不同的證據(jù),我們的研究強烈地表明,在37.5至42.8億年前,地球上存在著一些不同類型的細菌。”
“這意味著生命可能在地球形成后僅3億年就開始了。從地質(zhì)學角度來看,這是很迅速的--大約是太陽繞銀河系旋轉(zhuǎn)一圈。”
“這些發(fā)現(xiàn)對地外生命的可能性有影響。如果在適當?shù)臈l件下,生命出現(xiàn)得相對較快,這就增加了其他星球上存在生命的機會。”
在這項研究中,研究人員檢查了Papineau博士在2008年收集的來自魁北克省Nuvvuagittuq上地殼巖帶(NSB)的巖石。NSB包含了一些地球上已知的最古老的沉積巖,被認為是在熱液噴口系統(tǒng)附近鋪設(shè)的,海底的裂縫讓巖漿加熱的富鐵水通過。
研究小組將巖石切成和紙一樣厚的部分(100微米),以便仔細觀察微小的化石狀結(jié)構(gòu),這些結(jié)構(gòu)是由赤鐵礦(一種氧化鐵或鐵銹)構(gòu)成的,并被石英包裹著。這些用鑲有鉆石的鋸子切割的巖石片,其厚度是研究人員先前切割的部分的兩倍以上,使研究小組能夠看到其中較大的赤鐵礦結(jié)構(gòu)。
他們將這些結(jié)構(gòu)和成分與更近期的化石以及今天位于熱液噴口系統(tǒng)附近的鐵氧化細菌進行了比較。他們在夏威夷附近的Loihi海底火山以及北冰洋和印度洋的其他噴口系統(tǒng)附近發(fā)現(xiàn)了與扭曲的細絲、平行的分支結(jié)構(gòu)和扭曲的球體(不規(guī)則橢圓體)相當?shù)默F(xiàn)代結(jié)構(gòu)。
除了在各種光學和拉曼顯微鏡(測量光的散射)下分析巖石標本外,研究小組還使用一臺超級計算機對來自兩種高分辨率成像技術(shù)的數(shù)千張圖像進行了數(shù)字重建。第一種技術(shù)是微型CT,它使用X射線來觀察巖石內(nèi)部的赤鐵礦。第二種是聚焦離子束,它將巖石切成微小的--200納米厚--的片狀,在每個片狀之間有一個集成電子顯微鏡拍攝圖像。
這兩種技術(shù)都產(chǎn)生了一系列圖像,用于創(chuàng)建不同目標的三維模型。然后,這些三維模型使研究人員能夠確認赤鐵礦絲是波浪形和扭曲的,并含有有機碳,這些都是現(xiàn)代食鐵微生物的共同特征。
在他們的分析中,研究小組得出結(jié)論,赤鐵礦結(jié)構(gòu)不可能是通過數(shù)十億年來巖石的擠壓和加熱(變質(zhì)作用)產(chǎn)生的,他們指出,這些結(jié)構(gòu)在較細的石英(受變質(zhì)作用影響較小)中似乎比在較粗的石英(經(jīng)歷了更多的變質(zhì)作用)中保存的更好。
研究人員還觀察了充滿化石的巖石中的稀土元素含量,發(fā)現(xiàn)它們的含量與其他古代巖石標本相同。這證實了海底沉積物與周圍的火山巖一樣古老。
在這一發(fā)現(xiàn)之前,以前報道的最古老的化石是在西澳大利亞發(fā)現(xiàn)的,年代為34.6億年,不過一些科學家也對它們作為化石的地位提出了質(zhì)疑,認為它們是非生物性的來源。
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