27億年前海水中的微生物活動？被科學家探測加拿大硫化物礦證實

對世界上儲量最豐富的鹼金屬礦之一的硫化物礦床分析證實，27億年前地球上的氧氣水平極低，但也表明，在那個地質時期，微生物以海洋中的硫酸鹽為食，並對海水化學產生影響。這項由加拿大和美國科學家組成的研究小組在《自然地球科學》上發表了報告。該研究為如何利用古代金屬礦床更好地了解古代海洋的化學成分以及生命早期進化提供了新的視角。硫酸鹽是當今海洋中第二豐富的溶解離子。它來自於大氣中的氧氣使岩石「生鏽」，氧氣通過與硫鐵礦的化學反應產生硫酸鹽，硫鐵礦是一種被稱為「傻瓜的金子」的硫化物。

博科園-科學科普：由渥太華大學的博士生John Jamieson和麥吉爾大學的Boswell Wing教授領導的研究人員，使用一種被稱為質譜儀的高靈敏度儀器，測量了來自安大略省Timmins Kidd Creek銅鋅礦的大量硫化物礦石樣品中硫的「重量」。

重量是由樣品中硫同位素的不同數量決定，不同同位素的丰度表明了在古代海洋底部形成的塊狀硫化物礦石中含有多少海水硫酸鹽。這種古老的礦石現在發現於地球表面，在加拿大地盾中尤為常見。科學家們發現，在基德克里克27億年歷史的礦石中所含硫酸鹽，比今天在海底形成的類似礦石中所含的硫酸鹽要少得多。通過這些測量，研究人員能夠模擬古代海水中一定存在多少硫酸鹽。

為研究分析的硫化物礦石樣品之一。左下方明亮的區域是一個「硫化物結節」，保存了古代海洋中以硫酸鹽為食的微生物存在的同位素證據。圖片：Mark. D. Hannington

結論是：硫酸鹽含量比今天的海洋低350倍。儘管古海洋中的硫酸鹽含量極低，但它們仍然支持著全球活躍的微生物種群，這些微生物利用硫酸鹽從有機碳中獲取能量。麥吉爾地球與行星科學系的副教授Wing說：

我們研究的硫化物礦床在地球上分布廣泛，加拿大和魁北克省擁有其中的大部分，現在有了一種工具，可以探測這些微生物是何時何地開始在全球嶄露頭角的。在安大略省北部的一個銅鋅礦的深處，曾經是火山活躍的古代海底，在這裡尋找27億年前最早微生物繁盛的環境線索，可能不是最直觀的地方。然而對這些古老環境的不斷了解，以及對樣本進行高精度分析的能力，為我們進一步了解生命進化的條件打開了大門。

博科園-科學科普｜研究/來自：麥吉爾大學

參考期刊文獻:《Nature Geoscience》

DOI: 10.1038/ngeo1647

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