我們都聽說過尋找化石以了解地球的過去,但是如果您想了解成千上萬甚至數百萬年前存在的微生物怎麼辦?由於微生物是如此之小且相對脆弱,這使複雜的過程變得更加困難。它們在地球上腐蝕和分解事物的所有過程中存活下來的可能性很小,因此,科學家們必須尋找創造性的方法來定義它們過去和現在的位置。生活在地殼中的微生物數量遠遠超過以上生命形式。了解它們在哪裡以及如何生活,使我們可以更好地了解地球作為一個系統的發展方式,因此,重要的是能夠識別化石微生物作為地球歷史記錄的一部分。
這正是德國和瑞典科學家試圖完成的任務。作為「海洋鑽探計劃」的一部分,研究人員在大西洋中脊深處進行了鑽探,該海底以下的構造板塊在那裡擴散,以取回巖石進行研究。他們研究的鎂和鐵含量高的巖石類型也稱為超鎂鐵質巖石,在研究海底現代微生物時很重要。當水滲入巖石中時,會發生化學反應,釋放出大量的熱量,氫氣和甲烷。這三件事對於微生物群落生存和繁榮至關重要。隨著時間的流逝,這種反應稱為蛇紋石化可以將巖石從一種類型轉換為另一種類型,從而捕獲多年來在該空間中生活的任何生物。經過這種轉變的巖石具有非常獨特的外觀和化學特徵,因此科學家們選擇在這裡進行檢查。
第一步是對巖石進行目視檢查,他們確定了一種名為文石的礦物,這是蛇紋石化反應的明顯標誌。它被看起來像纖維的褐色材料覆蓋,並且用電子顯微鏡仔細觀察後發現非常規則的分支細絲。一些微生物在生長和分裂細胞時傾向於組織這種模式。其他研究人員表明,化石真菌表現出相似的模式。然而,已知巖石和礦物會產生可能與細菌或真菌相混淆的結構。因此,需要採取第二步,以排除巖石自然形成的可能性。為此,使用兩種類型的光譜法來確定那些地層的化學性質。首先是能量色散X射線光譜學,向樣品發射一束X射線,使原子激發並發出非常有特徵的能量信號,如其中元素的指紋。第二種方法,拉曼光譜法,使用雷射束,當雷射束對準樣品時,會釋放或散射不同波長的光。這也可以用作不同礦物的指紋圖譜方法。使用這兩種方法,他們發現了圍巖中的元素與絲狀化石材料之間的區別。這些細絲富含元素,這些元素是活細胞的重要成分,例如錳,鎳,鐵和硫,它們不會以相同的組織存在或存在於天然巖石樣品中。結合視覺上清晰的細胞狀結構組織,
就像深入挖掘巖石並找到恐龍骨骼和貝殼一樣,這為我們提供了了解地球上過去生命的窗口,而深入研究海洋地殼也為我們提供了類似的窗口。隨著技術和人們難以到達的地方的改善,我們不僅能夠更好地探究過去地球上存在著什麼樣的生命,而且通過了解其化石的化學性質,我們也能夠更好地了解它們的環境通過創造性地使用當今技術來提取更多信息的能力,為有關地球生命演化的更多令人興奮的發現打開了大門。就像巖石講述了地球在太陽系中如何形成的故事一樣,這些巖石也可以告訴我們微觀生命的發展方式,