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標 題[摘錄]史前岩石中發現光合作用微生物,衝擊地球曾是冰球的假設
發信站銘傳築夢別境 (Sat Oct 8 16:02:50 2005)
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「冰雪地球假設(Snowball Earth)」認為:地球在許久之前,曾經全球都被厚
厚的冰雪覆蓋;當時能存活下來的生物,都是躲在少數一些比較溫暖的地點,所
謂的「避難所(refugia)」,才能生存。另一方面,「融雪地球假設(Slushba
-ll Earth)」則認為:在當時,地球表面絕大部分面積都是被薄冰覆蓋,甚至海댊洋的某些地方(尤其是赤道一帶)是沒有冰雪覆蓋的開放狀況。這兩種理論,都各
有證據支持,長久以來爭議不下。現在,科學家利用創新科技來檢測岩石結構,所
得結果強烈證明:「融雪地球假設」很可能才是對的。
美國南加大的地球科學家Alison Olcott等人,鑽探位在巴西東南一帶的黑色頁岩
岩床,再運用所謂的「脂類生物標記(lipid biomarker)」技術,鑑定頁岩中是
否有史前生物細胞膜殘留的脂質。結果她們從岩石中,鑑定出一個複雜但數量非常
龐大的微生物生態系統,其中還包含了光合作用產生能量而生存的物種。這種需進
行光合作用的物種,絕對不可能生活在被厚冰覆蓋的海洋中,因為在厚冰下方無法
接收到足夠的陽光以進行光合作用。因此,這是科學界首度有證據直接證明:在7億
年前的地球冰河時期,地球海洋中仍有光合作用的生物,故冰雪地球假設不正確。
7億年前,是地質學上所謂的「前寒武紀(pre-Cambrian)」,此時地球正經歷全球
皆在低溫狀態的冰河時期。
雖然,Olcott自己也提出假設:如果她們鑽探的這個點,或許正好就是避難所之一
,那麼即使是覆蓋厚冰的「冰雪地球」狀態下,海洋中仍有可能可以存在這種光合
作用微生物。但是,由於她們正在研究的這片頁岩岩床,延伸的範圍相當廣泛,且
性質類似,應該是在同一時間大面積沈積下來的,因此要在這種情況下發現一個不
尋常的避難所應該不太容易。她說:「怎麼可能有避難所大到可以形成一大片的開
放性海洋呢?」再者,她們在頁岩層中發現冰河作用的遺跡,如滴石(dropstoneꄊ^和玄能石(glendonites),前者是陸地岩石因冰河融化而落入海洋沈積物中形成
的岩石,後者則是只有在幾近結冰的水中才能形成的礦物。因此,這些頁岩的確是
在冰河時期形成的。如此一來,等於徹底否決了「冰雪地球假設」。
地質學家通常都是直接檢視岩層中的生物化石,少有檢測生物遺跡的。因此,雖然
是利用相同的岩石標本,相同的分析方式,但Olcott等人的創新技術,卻為地質以
及地球歷史的研究打開了一扇不一樣的窗。
參考資料:
http://www.nsf.gov/news/news_summ.jsp?cntn_id=104484&org=NSF&from=news,
2005.09.29
* 轉載自臺北天文館
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