近日,中国地质大学(武汉)地球科学学院多米尼克·帕皮诺、佘振兵教授和马特·多德博士后联合多家研究机构取得最新研究成果,他们在一块42.8亿年前至37.5亿年前的岩石中发现微生物群落的痕迹,这意味着当时地球上已经存在丰富多彩的微生物生命活动。这一发现将普遍认知的地球生命起源时间至少前推了3亿年。
46亿年前,地球刚刚形成,还是一片岩浆海。到38亿年前,地球环境稳定下来,理论上可以演化出生命,但地质活动过程中,早期生物活动证据几乎没有保留,一直无法获得实证。在此之前,最早的生命实证来自在澳大利亚发现的叠层石上的生命活动痕迹,时间为34.5亿年前。
此次发现的证据来自加拿大魁北克省努瓦瓦吉图克表壳岩带,该地区含有地球上已知的最古老的沉积岩。研究人员在一块拳头大小的岩石上发现了复杂的“树枝”状结构——近1厘米长的主干茎和单侧生长的平行管状分枝,以及共生的大量椭球体,预测是古老细菌形成的微生物群落化石。
进一步进行矿物成分和化学分析后,研究人员在岩石矿物中发现了碳和磷的化合物。这可能是早期生物经过降解后残留下来的产物,它们以铁、硫、二氧化碳和海底的红外辐射能量为食。
佘振兵介绍,围绕岩石上的“树枝”状结构,科研人员找到了30多项证据,包括结构的内部形态、生命活动产物、可否与现代生物类比、岩石形成的地质环境等,最终确定岩石上的原始生命具有现代深海微生物的特征,比如存在丝状结构,与现代海底热液喷口系统中的铁细菌、硫细菌相似。
更值得关注的是,由于岩石的时间在42.8亿年前至37.5亿年前之间,这意味着该岩石上的生物活动有可能最早推测到42.8亿年前,即在地球形成后仅3亿年就开始出现,这对外星生命的出现可能带来重要启示。
“约43亿年前的地球可能存在一个短暂的宜居环境,曾经有海洋出现,但在2亿年后,频繁的陨石撞击又开始了,后来又把整个地球的海洋都蒸干了。”佘振兵说,如果在这个短暂的宜居时期生命很快就在地球上诞生了,那么在其他类似地球的行星上也有可能很快演化出生命。
相关成果日前在《科学进展》(Science Advances)上发表。