【大纪元3月10日讯】(大纪元记者秦安妮编辑报导) 当登陆火星的两个飞行器寻找那里的水与生命存在迹象的时候﹐地理化学家们在地球上发现﹐古老海洋的存在形式与今天迥然不同﹐有关结论发表在上周(2/29-3/6)的“科学”杂志上﹐该研究提供的数据显示﹐地球的“生命之母”–海洋﹐它在久远年代时的氧含量低于现在﹐而且﹐海洋不含氧的时间可能比以前的推测长10亿年。
由国家自然基金(NSF)支持﹐与罗彻斯特大学(University of Rochester)携手的科学家们研究出一种新方法﹐用于揭示全球海洋中氧含量变迁的状况。大部分地质学家认为20亿年前海里基本不含氧﹐5亿年前富含氧﹐但是其过渡期的状况不得而知。
地球化学家们已经知道了测量特定地域古老氧含量的方法﹐但是还不能测定地球上所有海洋的氧含量。只不过﹐他们的方法可以外推地表海洋的自然属性。
“这种方法是证明那时的全球海洋氧含量较少的最好的直接证据﹐”罗彻斯特大学(University of Rochester)地球与环境科学系在读博士﹑本研究报告的第一作者葛尔‧阿诺德(Gail Arnold)说。
该项目负责人恩瑞奎特‧巴若(Enriqueta Barrera)说﹕“这项研究基于一种使用钼同位素的新方法﹐科学家们可以据此确定世界海洋环境的变迁。这些同位素为他们成功探索5至20亿年这期间海洋缺氧时的状况打开了一扇大门。”
阿诺德(Arnold)用她和她的同伴琼‧巴林(Jane Barling)﹑阿瑞尔‧安波(Ariel Anbar)研制出的新方法检测了澳大利亚北部的岩石﹐10亿年前这里曾经是海底。以前的科研人员都是钻入岩石数米﹐测它的化学成分﹐以证实它含有海洋的原始信息。与以往不同的是﹐巴若小组的成员把那些岩石带回实验室﹐用新技术–多功能电感耦合等离子体质谱仪测量这些岩石中钼同位素的含量。
河水把钼带到大海﹐这种元素就溶解在海水中﹐一待就是上万年。因为钼以溶质形式在海里待的时间很长﹐和海洋中的成分混合的很好﹐所以﹐它被视为绝佳的地球指标。然后﹐它离开海水﹐以沉淀物的形式停在海底﹐分为富氧沉淀物和贫氧沉淀物。
和密苏里大学的苔默斯‧莱恩斯(Timothy Lyons)合作﹐罗彻斯特大学的研究小组检测了现代海底沉淀物的样本。他们发现﹐海洋沉淀物中钼同位素的化学行为是不同的﹐其决定因素就是覆盖着它们的海水的含氧量﹐因此﹐钼同位素的化学结构就取决于海水的缺氧度。他们还在特定类型的岩石中发现了记载古老海洋历史的钼。与现代海底沉淀物相比﹐澳大利亚北部的岩石告诉我们﹕10亿年前海洋的含氧量低得多。
问题是﹐含氧量低多少﹖ 真核细胞是构成除了细菌以外的所有有机体的基础﹐地质学家的记录显示它有27亿年的历史。但是这些现代植物与动物的始祖直到5亿年前才大量出现﹐而那时恰好是海洋开始富氧的时期。哈佛大学古生物学家安德鲁‧科诺尔(Andrew Knoll)以前曾经提出这样的假想﹕那时﹐较复杂的真核细胞勉强维持生计而细菌多产繁荣的关键原因﹐可能是海洋缺氧。阿诺德的研究向证实这个假想迈出了很重要的一步。
“想想我们对自己星球的历史了解得这么少﹐真让人惭愧﹐”安波说﹐“海里有没有氧﹐你会认为这是一个很容易回答的化学问题。我们的研究表明从石头里抠出点信息有多难﹐而且﹐要了解我们的起源还有那么多东西需要我们探索。”
下一步要做的是分析古老海洋中的氧含量到底比现在少多少。科学家计划继续以钼为工具﹐仍然由国家自然基金(NSF)和太空总署(NASA)支持。研究的结论不仅有助于揭示我们地球演化之谜﹐而且对我们探索外星空的生物大有裨益。(http://www.dajiyuan.com)
