“酿造”生命：远古海洋如何塑造了地球

（化石网cnfossil.com）据cnBeta：最新研究表明，远古海洋中绿帘石的形成在决定某些金属（如锰和钼）的可用性方面发挥了至关重要的作用，而这些金属对早期生命形式至关重要。这一发现是通过在实验室中重现太古宙的海水而获得的，为了解早期生命的进化过程提供了新的视角。

科学家们对生命最初进化时的海洋条件知之甚少，但发表在《自然-地球科学》（Nature Geoscience）杂志上的最新研究揭示了地质过程是如何控制哪些营养物质可用于促进生命发展的。

所有生命都利用锌和铜等营养物质来形成蛋白质。最古老的生命体进化于太古宙时期，距恐龙首次出现大约有 35 亿年。与近代微生物相比，这些微生物更偏爱钼和锰等金属。这种偏好被认为反映了当时海洋中金属的可用性。

开普敦大学（UCT）和牛津大学的研究人员在实验室中重建了古海水。他们发现，绿泥石是一种常见于太古宙岩石中的矿物，它的形成速度很快，并能在此过程中去除锌、铜和钒。由于绿帘石是在早期海洋中形成的，这些金属会从海水中去除，使海水中富含其他金属，如锰、钼和镉。耐人寻味的是，他们预测的太古宙海水中最丰富的金属与早期生命形式所选择的金属相吻合，这就解释了为什么这些金属在早期进化过程中受到青睐。

研究员 Rosalie Tostevin 博士（研究时就职于牛津大学，现任 UCT 地质科学系高级讲师）说："当我们注意到我们的研究结果与使用完全不同方法的生物学家的预测相吻合时，我们感到非常兴奋。其他领域的专家也有类似的发现，这总是令人欣慰的。"

科学家们一致认为，太古宙的海水与今天的海水有很大不同，溶解了更多的铁和二氧化硅，几乎没有氧气。然而，对于海水化学的其他方面，如营养物质的浓度，人们的看法却不尽一致。

"我们无法回到过去对海水进行取样和分析，因此重建阿新世的条件是一个相当大的挑战。一种方法是查看沉积岩的化学成分，但非常古老的岩石的化学成分有时会被改变。"托斯特文说："我们决定在实验室中创造一个微缩版的古代海水，在那里我们可以直接观察到发生了什么。"

托斯特文和她的同事伊马德-艾哈迈德（Imad Ahmed）在一个特殊的无氧舱内重新创造了太古宙海水，并观察绿帘石开始形成的过程。他们观察到，随着矿物的形成，海水中的金属浓度发生了巨大变化。他们利用钻石光源同步加速器的 X 射线吸附光谱仪证明，金属正在进入矿物中。相比之下，其他金属不受这一过程的影响，在海水中保持较高水平。

托斯特文说："我们知道绿泥石在地球早期非常重要，因为我们不断在古老的岩石中发现绿泥石，例如南非北开普省的铁矿石和澳大利亚的类似岩石。我们认为，这可能是太古宙时期最重要的矿物之一。但我们并不清楚绿帘石在自然界中是如何形成的。一种可能是绿帘石在海洋深处的热液喷口形成。但它也可能在浅水区形成，只要pH值有微小变化。"

托斯特文和艾哈迈德决定在这两种条件下进行实验，结果发现，无论绿泥石是如何形成的，它都能以类似的方式去除金属。