[中配]探秘超大陸努納：如何改變地球生命

如果你在很久很久以前 大約十五億年前來到了地球 你是不會認出我們的星球的 那時所有的土地都緊緊連在一起 形成了一個名為努納的大型超級大陸 周圍環繞著無盡的海洋 但是如果你當時待在那兒 你會目睹一場行星級的災難 努納逐漸解體 但最令人驚訝的是 顯然當努納開始分裂時 它引發了變化 科學家曾將地球歷史的這一部分 稱為無聊的十億年 這時期持續了大約十八億到八億年前 那段時間似乎沒有發生太多事情 因此有了這個名字 沒有大的氣候變化 沒有奇特的生命形式 也沒有什麼特別戲劇化的事情 結果這個名字並不太公平 表面上看似平靜 但在內裡地球正在發生巨大的變化 大陸在移動 分裂又重新結合 在這個時期 兩個巨大的超大陸努納 和後來的羅地尼亞形成並分裂 當努納開始分裂時 漂浮的陸塊之間出現了巨大的裂縫 水填滿了那些空隙 形成了前海 那些海域比之前的深海更溫暖 更平靜 氧氣也更多 而這可能改變了一切 新海洋為生命的生長和變化 創造了更加友好的環境 科學家們現在認為 它們可能幫助早期生命變得更加複雜 他們回顧了18億年前 重建了地球板塊隨時間移動的過程 此外 他們追蹤了碳是如何儲存在地球內部 並釋放到空氣中的 研究人員使用了一種新的先進計算機模型 該模型提供了比以往任何時候都更詳細的信息 他們發現 在被稱為無聊的十億年期間 沿著大陸邊緣的前海數量翻了一番 達到了3.5億年 總共這些海岸線延伸了約81000英里 這比赤道繞地球轉三圈還多 與此同時 隨著大陸的移動 俯衝帶及一個地殼板塊 滑入另一個地殼板塊之下的地方 實際上變得更加短小 這很重要 因為 俯衝帶是許多火山的來源 當一塊地殼板塊向下沉入另一塊板塊時 海水會被拖入地球深處 這水幫助岩石融化 形成巖漿 magma上升作為火山噴發 並將二氧化碳等氣體釋放到大氣中 因此 當俯衝帶減少時 火山也隨之減少 空氣中的二氧化碳排放也隨之減少 事情是這樣的 超大陸努納分裂開來 形成了許多以前不存在的 年輕海域中的全新海底 這些新海底將二氧化碳從空氣中吸收了進去 海水湧入了海底的裂縫 當這種情況發生時 碳被困在岩石中形成了石灰岩 隨著時間的推移 這一過程將碳鎖定在地球內部 而不是讓它留在大氣中 隨著二氧化碳的減少 地球漸漸變冷 這個更涼爽的氣候 幫助新的前海變得穩定且富含氧氣 這樣寧靜 充滿氧氣的環境非常適合生命變得更加複雜 那些靠近大陸的巨大前海 就像是早期生命安全的溫牀 它們可能幫助了真核生物更快地進化 真核生物是擁有複雜細胞的生物 細胞內部有結構的細胞 比如含有DNA的細胞核 地球上的每種動物 植物和真菌都源自這些細胞 因此當真核生物出現時 生命歷史上這是一個重要時刻 科學家們已經知道真核生物在無聊的十億年期間出現 這得益於大約十億年前的化石 但他們實際上不清楚 為什麼這一切發生在那個時期 現在科學家們希望找到保存更好的早期真核生物化石 以準確瞭解複雜生命是如何最初進化的 地球上的生命起源於超過30億年前 一切始於微小簡單的微生物 逐漸演變成豐富多樣的生命形式 關於生物是如何從早期的原始湯中出現的 我們仍然沒有明確的答案 但即使目前還沒有最終的解釋 科學家們已經提出了幾種理論 試圖解釋地球上的生命可能是如何開始的 一些科學家認為閃電幫助地球上的生命起源 這個想法很簡單 閃電是強大的火花 而火花可以引發化學反應 在1952年一項著名的實驗中 科學家們證明瞭電火花可以將水蒸氣和甲烷等簡單氣體 轉化為氨基酸和糖 這些都是生命的基本構建塊 這表明早期地球暴風雨中的閃電 可能幫助創造了最初的生命成分 但後來的研究顯示 地球早期的空氣並不完全像實驗中那樣 不過一些科學家認為 火山雲可能含有合適的氣體和大量閃電 使這個過程成為可能 其他專家認為生命可能起源於黏土 一位研究者建議 微小的黏土晶體可以以特定的模式生長並結合在一起 當它們這樣做時 可以捕捉簡單的分子並將它們以有序的方式排列 把黏土看作一種早期的組織者 今天DNA指示分子如何排列並協同工作 但是如果在DNA存在之前 黏土就已經在做類似的工作 那會怎麼樣呢? 它可能在幫助分子相互排列 直到它們最終學會自我組織 這個想法很有趣 吸引了很多關注 但大多數科學家尚未完全接受它 另一種流行的理論是 生命起源於海底深海熱泉 這些噴口是地球crust中的裂縫 超熱的水從planet深處噴出 隨著水位上升 它會吸收碳和氫等重要化學物質 這些是生命的關鍵成分 這些噴口充滿了微小的岩石空隙 化學物質可以在這裡聚集 混合並發生反應 岩石可能加速了這些反應 即使在今天 深海熱噴口依然擁有人際罕至的豐富生態系統 儘管那裡黑暗 而且環境相當極端 科學家們仍在研究這個想法 2019年 研究人員甚至在類似於這些深海噴口的實驗室條件下 創造了早期的類生命結構 這樣的實驗表明這個理論真的可行 另一個觀點是生命可能在冰下開始 科學家們認為約30億年前 地球的海洋可能被冰覆蓋 聽起來很嚴重對吧 但寒冷可能實際上幫助生命的起源 許多生命的化學構建塊 比如簡單的氨基酸 在低溫下更為穩定 在溫暖的水中 這些分子快速分解 並且彼此相隔較遠 但是當水結冰時 它會將這些分子推得更緊 從而提高它們的濃度 這種擁擠增大了化學反應的可能性 那麼假設這些分子更緊密地堆在一起 分解得更慢 在這種情況下 它們更有機會相互連結 形成更複雜的結構 冰也可能像一層保護毯 它可以保護水源免受太陽有害紫外線輻射 和隕石撞擊造成的損害 另一個觀點是 生命根本沒有在地球上起源 這個理論被稱為 泛生論 意思是生命來自於太空 科學家們知道 大型小行星碰撞 可以將岩石從行星上擊飛 例如火星上的岩石曾經被擊打到太空中 有些最終落到地球上 一些研究人員認為 微小的微生物可能在旅途中 倖存於太空岩石內部 如果這是真的 那麼地球上的生命可能是得益於 來自火星或其他宇宙世界的訪客 還有人更進一步 提出生命可能通過彗星 或來自完全不同恆星系統的太空塵埃旅行 搭載穿越銀河系 與此同時 即使泛種論是真實的 它也並沒有完全解開這個謎團 這只是把問題轉移到別的地方 與其問生命是如何在地球上開始的 不如問生命是如何在宇宙中的任何地方開始的