最古老的化石現在看起來像是被壓扁的岩石

兩年前科學家宣布在37億年前的岩石中發現了生命存在的證據，這表明地球上的生命出現得非常早也非常快。然而對同一地點的岩石進行一項新分析使這一結論受到質疑。2016年8月一個研究小組聲稱在格陵蘭島一塊37億年前的岩石中發現了生命的證據。這一大膽的論斷不僅將生命的起源推後了至少2.2億年，還尋找到其他證據，挑戰了地球爆炸起源的標準故事。正如《Quanta》今年在《化石發現挑戰了關於地球起源的觀點》中所報道的那樣，格陵蘭島的發現加入了一系列古代化石的發現，以及來自地球和月球的地質證據，為地球從一開始就溫暖濕潤，生命迅速出現的觀點增加了分量。

博科園-科學科普：但上周發表在《自然》(Nature)上的一項後續研究表明，格陵蘭島的生命跡象可能只是被壓扁的岩石和錯誤信息，在這項研究中研究人員認為，那些被認為是生命清晰標誌的地質特徵，可以很容易地用構造力的正常方式和毫無生氣的工作方式來解釋，這場辯論凸顯了用遺迹來解釋生命跡象所面臨的挑戰。疊層石是保存在岩石中微生物活動的古代遺迹，疊層石在溫暖的淺水中形成，當光合微生物聚集在一個膠粘的平墊中，隨著時間的推移就會變硬。新墊子在舊墊子上生長。在幾千年的時間裡，這些草席會長成一堆堆向上延伸的土丘，以追逐陽光，一堆堆薄墊子最終會硬化成石頭。

一般認定疊層石出現在格陵蘭島露出的山脊之上，雖然大多數山脊向上指向——與從海底向上生長的地貌相一致，但有一個山脊向下指向(用黃色箭頭標出)，表明其非生物起源。圖片：Abigail Allwood

在理想世界裡，古代疊層石輪廓會在岩石背景中比較突出。它的分層十分精細，形狀像金字塔、圓頂、完美的圓錐體（如果不援引生物學，這種形式難以解釋）。然而地質學的理想狀態很少出現，經過數十億年的時間，普通地質過程可以在岩石中形成類似疊層石的結構。更重要的是，曾經原始的疊層石可以被擠壓、扭曲、捲曲和壓碎，以至於過去生命的任何信號幾乎都無法與其他信息區分開來。博爾德科羅拉多大學的地質學家伊麗莎白·特洛爾（Elizabeth Trower）說：時間越久遠，從岩石中收集生命的證據就越困難。那麼2016年的發現是否證明了古代生命的存在？

圖片：Lucy Reading-Ikkanda/Quanta Magazine

阿比蓋爾·奧爾伍德(Abigail Allwood)是這項最新研究的主要研究者，也是美國宇航局噴氣推進實驗室(Jet Propulsion Laboratory)的天體生物學家。她先前描述了已知最早的疊層石——來自西澳大利亞的35億年的接近理想的標本。它們清晰的層次嵌在沉積物中，表明了主要微生物的棲息地。儘管形狀各不相同，但它們都指向上方，這使得人們難以辯解。野蠻的地質力量竟然造就了如此微妙的多樣性，科學家們大體上同意這些標本代表了最早的微生物生命記錄。澳大利亞伍倫貢大學(University of Wollongong)的地質學家艾倫?努特曼(Allen Nutman)及其同事在《自然》上發表了這一發現，奧爾伍德甚至還寫了一篇文章讚揚這項研究，但後來她注意到了一些奇怪的事情。

提出的疊層石几乎太完美了，每個錐都通過其頂點整齊地成片堆積。如果它們確實是疊層石，那麼它們就會完美地排成一排。它們都完美地暴露在陽光下，這似乎有點不可思議。為了從另一個角度尋找景觀，奧爾伍德和同事乘直升飛機來到格陵蘭島。幾乎在發現該地點後，他們立即發現了地質上的危險信號。疊層石錐狀體總是指向太陽。然而在努特曼發現岩石的一米之內，一些疊層石已經傾倒。僅這一點就足以駁斥生物起源說法。為了獲得更完整的畫面，奧爾伍德從一塊不到半米的岩石上切下了一層。從任何角度看，真正的疊層石應該近似三角形。從某個角度來看，所預測的疊層石確實像三角形；但從另一邊看，它們是平坦的。

努特曼提出的疊層石排列出出一條不可能的直線。圖片版權：Allen Nutman

它就像一長串波浪在海面上翻滾：從側面看是尖的，但從正面看是平的。在奧爾伍德看來，這些山脊看起來像是被擠壓、擠壓、彎曲和折磨過。它們是通過正常構造過程形成，而不是幾代微生物墊子的微妙作用。此外奧爾伍德發現疊層石內部的微晶結構與山脊大褶皺方向一致，這與地質力量的結果相符合。特洛爾表示這些脊狀突起並沒有完全排除生物起源的可能，它可能不是疊層石。努特曼不同意2018年研究中提出的許多觀點，最明顯的是不同意奧爾伍德的觀點，奧爾伍德專註於他的團隊積極性，然而遺漏了一個明顯變形的區域，導致「比較-蘋果-橘子的經典場景」。總的來說奧爾伍德認為2016年的研究沒有考慮到更廣泛的地質問題，導致了可疑推論。

澳大利亞鯊魚灣疊層石，圖片：Julie Burgher

例如為了支持疊層石是在古代淺海中形成的說法，努特曼指著附近的角礫岩(breccia)指出，在這種岩層中，岩石碎片隨意地被包裹在沉積物中。他拍下了這張地質混亂的快照，作為一場擾亂海底的遠古風暴的證據，意味著疊層石是在無冰淺海中形成的。奧爾伍德當時同意這種解釋，但當她親自檢查這個地點時，她注意到角礫岩與較大的岩層相連接，這表明它是由正常構造推拉造成。

奧爾伍德和同事還發現了支持2016年研究結論的化學分析錯誤。石溪大學(Stony Brook University)的地質學家喬爾?胡羅維茨(Joel Hurowitz)領導了2018年的化學分析研究，他沒有在疊層石中發現可能存在的精細內層。

阿爾伯塔大學(University of Alberta)地質學家庫爾特?康霍瑟(Kurt Konhauser)說：關於格陵蘭疊層石的爭論捕捉到了人們在研究如此遙遠的時所遇到的固有困難。想像一下，今天你在海灘上看到細菌形成了一個微生物墊子。現在這個墊子被埋了30億年，深10公里。它被摺疊起來，推起來，液體流過它，礦物質溶解，再沉澱。我們有理由認為30億年後的世界會是今天的樣子嗎？這就是我們面臨的問題。特羅爾持樂觀態度，這項工作十分困難，但他認為對於推測的疊層石和周圍地質，獲得一個更詳細的三維圖片將有助於深入了解這些結構最初是什麼以及它們是如何形成。特羅爾和康霍瑟都很高興看到一個負面結果，關於早期生命，已經提出了很多肯定的說法，但必須測試它。有時這些發現經得起檢驗，有時卻經不起檢驗，這就是推動你前進的方式。

博科園-科學科普｜參考期刊文獻:《Nature》

文：Jonathan Lambert/Quanta magazine/Quanta Newsletter

DOI：doi.org/10.1038/s41586-018-0610-4

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