科學家也烏龍?格陵蘭島上發現的最古老化石,很可能只是一塊石頭

2020-12-03 造就

起初,阿比蓋爾·阿爾伍德(Abigail Allwood)覺得艾倫·努特曼(Allen Nutman)的說法沒什麼問題。

2016年8月,伍倫貢大學地質學家努特曼宣布,他和同事在格陵蘭島露出地面的巖層中,找到了世界上最古老的化石。這支研究團隊在37億年歷史的巖石中,發現了一排排約2.5釐米高的錐形結構,認為它們是疊層石——古代海洋微生物菌落活動形成的層紋狀構造。之前公認的最古老疊層石來自澳大利亞的Pilbara地區,有35億年的歷史,而努特曼的發現還要早2億年。

他的團隊在《自然》雜誌上發表論文,公布了這一發現,美國宇航局(NASA)地質學家阿爾伍德撰寫了隨附評論。她大體上持肯定態度,稱這一發現使地球生命的起源時間更加接近地球本身的形成時間。若真是如此,則表明生命誕生的條件可能並不嚴苛,只要有一半的概率,就將抓住機會出現。「這個發現令人激動不已,具有重大意義,」她說,「論文似乎沒什麼問題。解讀似乎沒什麼問題。沒有什麼地方不對勁兒。」

除了……

她發現了一個奇怪之處。那些疊層石在巖石表面排列得整整齊齊,就像三角巧克力棒。「每一個錐形結構都能從其頂點均勻地一分為二,」她說,「這簡直不可思議,仿佛它們全都在列隊行進。」

於是,她決定親自查看那些結構。努特曼不願和她一起去,因為格陵蘭島的氣候出了名地變化無常。但阿爾伍德運氣很好,抵達後一連幾天天氣晴朗,十分理想。她和同事米尼克·羅辛(Minik Rosing)搭乘直升機來到發現那些結構的地方,從巖石上切下疊層石樣本,第二天返回。行程雖然短暫,但足以使阿爾伍德確信那些根本不是疊層石。

她認為,那些是數十億年來地質劇變的產物:古代巖石被彎曲、壓碎和拉伸,形成了看似生物活動造就的結構,但實際上並不是。她在《自然》雜誌上發表了一篇新論文,公布了自己的發現。

微生物菌落分泌的粘液將周圍海水中的礦物質粘結沉澱,從而形成疊層石。那些礦物質一層層累積,逐漸變硬,成為化石,呈現出各種各樣的柱狀、錐狀和半球狀結構。不管最後是什麼形狀,疊層石理應是從海底向上生長的。「我們在現場最先注意到的是,有一兩個結構是向下的,」阿爾伍德說。

她從露出地面的巖石上切下一塊所謂的疊層石,發現它根本不是錐形結構。它其實是脊狀,向巖石內部延伸好幾釐米。忘掉三角巧克力吧,想想減速帶。地質過程比生物過程更容易形成這樣的結構。那些巖石顯然經歷很多次的地質運動,有的朝著一個方向擠壓,形成脊狀結構,有的朝著另一個方向拉伸,形成阿爾伍德所說的「被拉長的口香糖」。

不出所料,努特曼和他的同事對這一解釋感到十分不滿。「我們本以為我們的發現會推動新的研究,對研究結果滿懷期待,」來自澳大利亞國立大學、和努特曼一起在格陵蘭島進行調查的薇琪·班尼特(Vickie Bennett)說,「但他們去了現場還不到一天,在部分巖石被積雪覆蓋的情況下,就草率地作出結論,這只會混淆我們先前的研究。」她和努特曼還聲稱,阿爾伍德只是調查了外圍區域的裸露巖石,那些巖石因為各種地質事件嚴重變形,而中央區域的巖石保存得更好。「他們調查的和我們調查的基本上不是同一區域,」班尼特說。

阿爾伍德反駁說,她調查的區域距離努特曼調查的一個地方還不到1米。至於行程短暫的問題,她說:「坦白講,他們應該為此感到更加羞愧,在那裡待了好多年居然都沒有把事情搞清楚。」

她補充道:「站在他們的角度來說,在格陵蘭島進行現場作業是非常困難的。但站在我們的角度來說,這正是天氣好和巖石暴露多讓我們得以看清一切的原因。」

回到實驗室,她和同事分析了格陵蘭島巖石的化學成分,發現了更多的證據來支撐他們的解釋。真正的疊層石,比如在澳大利亞發現的那些,應該有內部分層,而格陵蘭島的那些卻沒有,裡面幾乎全是矽,邊緣是白雲石礦物將它們與上覆巖石隔開。阿爾伍德說,這些結構不是微生物造成的,而是因為包含白雲石礦物的液體滲入矽塊並形成結晶,「就像巧克力滲入香草海綿」。

努特曼聲稱,格陵蘭島的其他樣本也有內部分層,儘管不像澳大利亞疊層石的內部分層那樣保存完好。他還指出,那些錐狀物擁有特殊的化學成分,鈦和鉀的含量比周圍巖石更低,釔和海水所特有的其他稀有元素的含量也很罕見。這表明,那些錐狀物不是具有疊層石式形態的普通巖石,而是海洋微生物從海水中提取礦物質的結果。

阿爾伍德持不同看法。鈦和鉀說明不了什麼:在錐狀物以外的裸露巖石中,鈦和鉀的含量同樣很低。至於釔和其他稀有元素,更詳細的分析顯示,它們集中在雲母和石英微粒中,雲母和石英可能是在後期形成的。「這與生物無關,」阿爾伍德說。努特曼對此有異議,他說同一地區的其他巖石沒有這些特徵。「我們堅持自己的觀點,」他說。

沒有參與任何一方研究的威廉士學院古生物學家菲比·科恩(Phoebe Cohen)說,阿爾伍德的解釋更有可能成立。「特殊主張需要特殊數據來支撐,雖然努特曼他們在為自己的觀點收集證據方面做得不錯,但並不完全令人信服,」她說,「而後續的這項研究正是我希望看到的。我敢肯定,這不會是最後一次『生命的最古老證據』被跟進的研究推翻,但我希望有一天能心悅誠服!」

班尼特認為,這場爭論改變不了什麼,因為還有其他的證據證明36億年前就有生命存在。她說:「地球巖石記錄伊始就有了遠古生命,這毋庸置疑。」對此阿爾伍德也有不同看法。除了歷史不到35億年的澳大利亞疊層石以外,「我們沒有其他任何的確鑿證據,」她說,「這並不意味著那時沒有微生物,而是我們無法確定。」

阿爾伍德是NASA「火星2020」項目的首席研究員,她用來研究格陵蘭島巖石的一種儀器將安裝在火星漫遊車上,用於尋找遠古生命的蛛絲馬跡。問題是兩群卓有聲譽、訓練有素的科學家就地球上的巖石都難以達成一致意見,對其他星球上的證據又會有多大分歧?

「這不是沒可能,」阿爾伍德說。問題未必在於距離,而在於協作。努特曼的論文和阿爾伍德的論文各有五名合著者,但各自團隊中只有兩名成員真正去過格陵蘭島,其他人分析的是樣本或者照片。「除非有其他團隊去格陵蘭島進行實地考察,否則這只是我和努特曼之間的爭論,」阿爾伍德說,「但在探索火星的時候,全世界幾百名優秀科學家都是在漫遊車的工作基礎上進行研究。」

在她看來,現場工作至關重要。火星2020漫遊車旨在收集樣本,之後帶回地球進行分析。但為了準確解讀那些樣本,研究團隊需要充分利用漫遊車上的各種儀器,仔細勘查火星地形。「我們不能走到哪算哪,」阿爾伍德說,「如果你希望回來後用樣本解決任何問題,在現場取樣的時候就必須把事情做好。」

為此,她想打造一個虛擬實境裝置,讓科學家以一種更加身臨其境的方式查看火星地形,而不是死盯著照片。「火星團隊開會時,就是視頻會議和PPT的天下,」她說。但如果她的計劃可行,「每周末的時候,人們將戴上眼鏡,站在地表巖石的現場。」

我問她說的是火星還是格陵蘭島。

「我說的是火星,」她說,「但你剛剛讓我有了一個想法。」

翻譯:于波

審校:李莉

編輯:漫倩

來源:The Atlantic

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