資料來源：大紀元新聞

2004年3月10日

久遠年代以前海洋極度缺氧 新發現表明早期生命存活方式異于現代 【大紀元3月10日訊】(大紀元記者秦安妮編輯報導) 當登陸火星的 兩個飛行器尋找那裡的水與生命存在跡象的時候﹐地理化學家們在 地球上發現﹐古老海洋的存在形式與今天迥然不同﹐有關結論發表 在上周(2/29-3/6)的“科學”雜誌上﹐該研究提供的數據顯示﹐地 球的“生命之母”--海洋﹐它在久遠年代時的氧含量低于現在﹐而 且﹐海洋不含氧的時間可能比以前的推測長10億年。 由國家自然基金(NSF)支持﹐與羅徹斯特大學攜手的科學家們研究 出一種新方法﹐用于揭示全球海洋中氧含量變遷的狀況。大部分地 質學家認為20億年前海裡基本不含氧﹐5億年前富含氧﹐但是其過 渡期的狀況不得而知。 地球化學家們已經知道了測量特定地域古老氧含量的方法﹐但是還 不能測定地球上所有海洋的氧含量。只不過﹐他們的方法可以外推 地表海洋的自然屬性。 “這種方法是證明那時的全球海洋氧含量較少的最好的直接證據﹐ ”羅徹斯特大學地球與環境科學系在讀博士､本研究報告的第一作 者葛爾•阿諾德(Gail Arnold)說。 該項目負責人恩瑞奎特•巴若說﹕“這項研究基于一種使用鉬同位 素的新方法﹐科學家們可以據此確定世界海洋環境的變遷。這些同 位素為他們成功探索5至20億年這期間海洋缺氧時的狀況打開了一 扇大門。” 阿諾德用她和她的同伴瓊•巴林､阿瑞爾•安波研製出的新方法檢 測了澳大利亞北部的岩石﹐10億年前這裡曾經是海底。以前的科研 人員都是鑽入岩石數米﹐測它的化學成份﹐以證實它含有海洋的原 始信息。與以往不同的是﹐巴若小組的成員把那些岩石帶回實驗室 ﹐用新技術--多功能電感耦合等离子體質譜儀測量這些岩石中鉬同 位素的含量。 河水把鉬帶到大海﹐這種元素就溶解在海水中﹐一待就是上萬年。 因為鉬以溶質形式在海浬待的時間很長﹐和海洋中的成份混合的很 好﹐所以﹐它被視為絕佳的地球指標。然後﹐它離開海水﹐以沉澱 物的形式停在海底﹐分為富氧沉澱物和貧氧沉澱物。 和密蘇裡大學的苔默斯•萊恩斯合作﹐羅徹斯特大學的研究小組檢 測了現代海底沉澱物的樣本。他們發現﹐海洋沉澱物中鉬同位素的 化學行為是不同的﹐其決定因素就是覆蓋著它們的海水的含氧量﹐ 因此﹐鉬同位素的化學結構就取決于海水的缺氧度。他們還在特定 類型的岩石中發現了記載古老海洋歷史的鉬。與現代海底沉澱物相 比﹐澳大利亞北部的岩石告訴我們﹕10億年前海洋的含氧量低得多 。 問題是﹐含氧量低多少﹖真核細胞是構成除了細菌以外的所有有機 體的基礎﹐地質學家的記錄顯示它有27億年的歷史。但是這些現代 植物與動物的始祖直到5億年前才大量出現﹐而那時恰好是海洋開 始富氧的時期。哈佛大學古生物學家安德魯•科諾爾以前曾經提出 這樣的假想﹕那時﹐較複雜的真核細胞勉強維持生計而細菌多產繁 榮的關鍵原因﹐可能是海洋缺氧。阿諾德的研究向證實這個假想邁 出了很重要的一步。 “想想我們對自己星球的歷史了解得這麼少﹐真讓人慚愧﹐”安波 說﹐“海浬有沒有氧﹐你會認為這是一個很容易回答的化學問題。 我們的研究表明從石頭裡摳出點信息有多難﹐而且﹐要了解我們的 起源還有那麼多東西需要我們探索。” 下一步要做的是分析古老海洋中的氧含量到底比現在少多少。科學 家計劃繼續以鉬為工具﹐仍然由國家自然基金和太空總署支持。研 究的結論不僅有助于揭示我們地球演化之謎﹐而且對我們探索外星 空的生物大有裨益。