氧气出现时间或提前10亿年

有时候，惊人的发现其实就在你的眼皮子底下。这不，一些研究人员在考察澳大利亚西北部的岩层露头时，竟然发现了赤铁矿的沉积层——这是一种铁氧化物，具有约34.6亿年的历史。

古海洋沉积物的露头让人们看到了赤铁矿的痕迹。
图片提供：Hiroshi Ohmoto

有时候，惊人的发现其实就在你的眼皮子底下。这不，一些研究人员在考察澳大利亚西北部的岩层露头时，竟然发现了赤铁矿的沉积层——这是一种铁氧化物，具有约34.6亿年的历史。赤铁矿很有可能是海洋中的氧分子参与反应的产物。这一发现一经证实，将意味着能够产生氧的光合生物的起源时间可能比之前的估算提前了10亿年的时间。

生物学教科书上通常这样写着：第一批能够完成有氧光合作用——将阳光和二氧化碳转化为糖和氧——的微生物大约在距今约24亿年前出现在地球上。科学家之所以达成这样的共识，是因为最古老的能够完成有氧光合作用的微生物遗迹恰恰被发现存在于具有相同年代的水成岩中，并且从那时起，由铁与大气中的氧反应形成的赤铁矿晶体开始变得很普遍。而根据这一理论，在此之前，地球的海洋和大气中都不存在氧，因此像赤铁矿这样的与生命进程有关的矿物质是无法形成的。而那些较为古老的岩层中的赤铁矿则很有可能是铁与地下水中的少量原始氧相互作用的结果。

然而美国大学公园城宾夕法尼亚州立大学的地球化学家Hiroshi Ohmoto并不相信这种说法。他和他的研究小组尝试着寻找含有氧化矿物且比24亿年分界线还要古老的沉积层（古海洋的底部）。最终，研究人员真的在Pilbara Craton地层——曾经的古海洋底部，如今位于澳大利亚的岩层露头——中找到了这块“宝藏”。在这里，他们发现了赤铁矿的红色标记深深地嵌入具有34.6亿年历史的岩层中。Ohmoto强调，这些矿物质很可能是从海底热液喷口涌出的热水与海水中的氧——由光合作用微生物所形成——相互反应的产物。Ohmoto表示，现在的挑战是在其他早于24亿年的水成岩中找到赤铁矿，从而为光合作用的更早起源增加新的证据。研究小组在本周的英国《自然》杂志网络版上报告了这一研究成果。

美国滕比市亚利桑那州立大学的同位素化学家Paul Knauth认为，这是一项“非常引人注目的发现”。他说，这项成果“颠覆了一个曾被普遍接受的观点，即含氧的光合作用是在24亿年前出现的”，但是这篇论文的结论“仅仅是一个最简单的解释”。Knauth说，他希望这一发现能够激起有关这一问题的大讨论。“是的，我们还处在探索的过程中”。