37億歲！科學家發現地球最古老的化石

格陵蘭島的西南角是一片荒原。大多數時候，你能在那裡看到的唯一生物是苔蘚和地衣。不過，你可能偶爾也會發現一些科學家，他們是來研究這片荒原上的岩石的，因為這些岩石是地球上最古老的石頭。它們大約形成於37億年前，那時，擁有45億年歷史的地球仍然處於「童年」階段。

格陵蘭島的迪斯科灣。圖片來源：Bob Strong

幾年前，地質學家艾倫·納特曼（Allen Nutman）、薇琪·貝內特（Vickie Bennett）和克拉克·弗蘭德（Clark Friend）在對這些古老岩石進行研究時，他們注意到了一些積雪消融後新近顯露出來的岩石露頭。他們走近其中一處岩石，很快發現了一些意想不到的事情：一層一層的岩石堆疊在一起，並帶有錐形的凸起。「那一刻，我們所有人都在想，我們知道自己發現了什麼！」納特曼回憶說，「我們興奮極了。」

他們意識到，這種構造看起來正是疊層石——這是一種由古細菌群落製造的疊層狀構造。這些大型微生物群落被稱為「微生物席」，它會產生粘液將沙粒和礦物質膠結在一起。隨著細菌不斷生長，它們會向上移動，把礦物質層留在身後。經過一段時間，這些礦物質就會硬化變成拱形和疊層構造。所以，疊層石的本質就是：細菌建造的化石遺迹。

「生命不是一種嬌貴、被動和偶然的存在。只要有一絲希望，生命就會握緊不放。」

迄今為止，已知最古老的疊層石來自澳大利亞西部，它們的年齡為34.8億歲，是地球上最古老的生命證據。而上述科學家在格陵蘭島發現的疊層石擁有37億年歷史，比西澳大利亞的疊層石還要年長2.2億歲。如果他們對疊層石的研究結論是正確的，它們果真是由細菌所製造，那麼這些疊層石很可能就是迄今發現的最古老化石。

如果我們把地球的整個歷史壓縮成一年時間，製造格陵蘭疊層石的細菌大概就生活在三月份的第二個星期。而且，由於這些細菌已經非常複雜，它們能夠形成大片「勢力範圍」，所以生命本身出現的時間必然更早，也許是在二月中旬的某個時候。

這意味著，在地球誕生之後，生命沒過多久就出現了。正如美國宇航局（NASA）地質學家阿比蓋爾·奧爾伍德（Abigail Allwood）在隨後的評論中寫道，「當地球還是一個嬰兒的時候，這個生命的搖籃（可能就已經）準備好撫育生命了。」

長期以來，疊層石一直存在爭議。大自然可以產生一些看起來非常類似於疊層石的構造，很多科學家都捲入了對這樣一個問題的長期辯論，即如何判斷一份岩石樣本是否真的由微生物產生。但一個被普遍接受的看法是，已知最古老的疊層石位於西澳大利亞的皮爾巴拉地區，它們的年齡已有35億歲。

澳大利亞的疊層石。圖片來源：Paul Morris

研究人員似乎不大可能找到年齡更大的疊層石了，因為地球上已經沒有什麼地方能夠找到更古老的岩石。而格陵蘭島西部——尤其是一處名為伊蘇阿綠岩帶的沿海地點——是一個例外，不過這個地方仍然存在疑問。這裡的岩石無疑都很古老，但在酷熱和強壓的作用下，它們出現了扭曲和變形。它們不太可能保留疊層石的整潔層次和形狀，而正是這些特點，才讓疊層石顯得與眾不同。

起初，納特曼等人搜尋格陵蘭岩石是為了尋找其他跡象，比如可以透露生物活動線索的化學信號。他們倒是找到了幾個這樣的信號，但沒有一個能構成確定無疑的證據。「這些化學證據可以透露生命跡象，但其中總是存在一些值得懷疑的因素。」納特曼說，「但我們現在掌握了一些非常獨特的東西，你可以去觀察，去觸摸，而不像是某個儀器得來的讀數。」

納特曼的團隊在三個不同的岩石露頭中找到了他們所認定的疊層石。這些石塊非常小，而且與該地區所有其他物質一樣，它們也發生了嚴重的扭曲。儘管如此，團隊逐項核查了長長的標準清單，從而堅定地認為它們就是疊層石。舉例來說，它們的形狀很特別——是陡峭的錐形或拱形，看起來和皮爾巴拉地區的疊層石非常相像，卻和僅僅通過物理過程形成的任何構造都不一樣。這些形狀表明，疊層石的一端露出了淺海海面，而它們的另一面則倚著沙堆。

此外，這些疊層石在結構和化學性質上也不同於周圍的岩石——比如，它們包含細小的疊層以及高濃度的鈦和鉀元素。而且，它們還含有釔和其他一些稀有元素，含量水平與海水一致。這再一次表明，它們不是受外力而被摺疊成疊層石形狀的普通岩石。它們是微生物的「作品」，生長於淺海中。「當我們看著這些石頭，我們幸運地得到了一張古老時代的精彩快照。」納特曼說。

艾倫·納特曼和薇琪·貝內特拿著一塊擁有37億年歷史的疊層石標本。圖片來源：Yuri Amelin

納特曼是「一位非常謹慎的研究人員」，諾拉·諾夫克（Nora Noffke）說，她是一位研究微生物席的地質學家。對於這些新發現的岩石到底是不是疊層石，諾夫克持觀望態度，因為它們在自然條件下保存得並不好。不過她樂觀地認為，在伊蘇阿綠岩帶，研究人員將來能夠找到有關早期生命的更加清晰的化石證據。

天體生物學家多蘿西·奧勒爾（Dorothy Oehler）補充說，解讀這樣的構造總是充滿了爭議，但它們的存在本身是一個好兆頭。這表明，同一區域可能存在保存得更好的岩石，「在其中也許會找到更多關於早期生命的證據。」

如果納特曼發現的真是疊層石，這意味著，早在37億年前，微生物就已經生活在很大的群落當中，或許它們之間還存在協作。「這表明生命已經具有了一定的複雜性，而生命本身的起源則遠在那個時間點之前。」他說。這個論斷與納特曼等人已經在格陵蘭找到的化學證據是吻合的，並且同樣符合遺傳學方面的證據——這些研究認為，地球上所有生物的共同祖先大約出現在40億年之前。在那些格陵蘭細菌製造疊層石的時候，「生命已經擁有了相當長的史前史。」納特曼說。

「這個發現的影響是驚人的。」NASA地質學家奧爾伍德寫道。這意味著，在地球形成之後，生命很快就出現了。然後，生命一直延續到37億年之前，當時，年輕的地球經常遭到小行星的撞擊。「如果生命可以在這裡找到立足之地，並留下遺迹證明自己存在過……那麼，生命就不是一種嬌貴、被動和偶然的存在。只要有一絲希望，生命就會握緊不放。」

或許，其他星球的生命也是一樣。當格陵蘭島的疊層石形成之時，火星仍然是一顆潮濕的星球。「如果生命可以如此迅速地在地球上進化，它們沒有道理不能在火星上進化，這就引出了一種可能性，我們或許可以在火星上探測遠古生命的跡象。」納特曼說。也許，未來的探測器會為我們傳回火星疊層石的照片。

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