然而,并非所有科学家都同意这些结构起源于生物——比普遍认为的古代生命的第一个迹象早约3 亿年。
现在,经过对岩石进行广泛的进一步分析,研究小组发现了一种更大、更复杂的结构——一侧有平行分支的茎,几乎一厘米长——以及数百个扭曲的球体或椭圆体,以及管子和细丝。
研究人员表示,虽然可以想象其中一些结构是通过偶然的化学反应创建的,但具有平行分支的“树状”茎很可能具有生物起源,因为尚未发现仅通过化学反应创建的结构。
该团队还提供了细菌如何以不同方式获取能量的证据。他们在岩石中发现了矿化的化学副产品,这些副产品与古代微生物通过不涉及氧气的光合作用以铁、硫、可能还有二氧化碳和光为生的微生物一致。
研究人员表示,这些新发现表明,原始地球上可能存在多种微生物生命,时间可能仅在地球形成后3 亿年。
主要作者Dominic Papineau 博士(伦敦大学学院地球科学学院、伦敦大学学院伦敦纳米技术中心、行星科学中心)表示:“我们的研究利用许多不同的证据,强烈表明在3.75 至42.8 亿年前,地球上存在着一些不同的东西。”细菌。”
“这意味着生命可能在地球形成后仅3 亿年就开始了。从地质学角度来说,这是非常快的——大约与太阳绕银河系一周的速度一样快。”
“这些发现对外星生命的可能性具有影响。如果生命在适当的条件下相对较快地出现,这会增加其他行星上存在生命的机会。”
在这项研究中,研究人员检查了Papineau 博士于2008 年收集的来自魁北克省Nuvvuagittuq 上地壳带(NSB) 的岩石。NSB 包含一些地球上已知的最古老的沉积岩,被认为是位于热液喷口系统附近,海底的裂缝,让被岩浆加热的富含铁的水穿过。
研究小组将岩石切成纸(100 微米)厚的部分,以便仔细观察微小的化石状结构,这些结构由赤铁矿(一种氧化铁或铁锈)制成,并包裹在石英中。用镶有钻石的锯子切割的岩石切片的厚度是研究人员之前切割的岩石切片的两倍多,使研究小组能够看到其中更大的赤铁矿结构。
他们将这些结构和成分与较新的化石以及当今热液喷口系统附近的铁氧化细菌进行了比较。他们在夏威夷附近的洛伊希海底火山以及北冰洋和印度洋的其他喷口系统附近发现了现代的扭曲细丝、平行分支结构和扭曲球体(不规则椭球体)。
除了在各种光学显微镜和拉曼显微镜(测量光散射)下分析岩石样本外,该团队还使用超级计算机通过两种高分辨率成像技术以数字方式重建了数千张图像。第一种技术是显微CT,它使用X 射线来观察岩石内部的赤铁矿。第二种是聚焦离子束,它将岩石切成200 纳米厚的微小切片,并在每个切片之间使用集成电子显微镜拍摄图像。
这两种技术都会生成一系列图像,用于创建不同目标的三维模型。然后,这些三维模型使研究人员能够确认赤铁矿丝是波浪状和扭曲的,并且含有有机碳,这是现代食铁微生物的共同特征。
在他们的分析中,研究小组得出结论,赤铁矿结构不可能是通过数十亿年的岩石挤压和加热(变质作用)产生的,并指出这些结构是在更细的石英中发现的(受变质作用影响)。与较粗的石英(经历了更多的变质作用)相比,石英(经历了较少的变质作用)似乎保存得更好。
研究人员还研究了充满化石的岩石中稀土元素的含量,发现它们的含量与其他古代岩石标本的含量相同。这证实了海底沉积物与周围的火山岩一样古老。
在此发现之前,先前报道的最古老的化石是在西澳大利亚发现的,距今已有34.6亿年,尽管一些科学家也质疑它们作为化石的地位,认为它们是非生物起源的。