阿道夫,德国——从不莱梅大学向南驱车五小时,在午夜过后才到达这个小村庄的两名研究人员,很高兴能与酒馆里的顾客谈论街对面的火山。他们围着一张地图,认真地听着地质生物学家约恩·佩克曼和本杰明·艾克曼指着已灭绝的火山阿恩施泰因山,解释说这片森林茂密的地区在 4 亿年前的泥盆纪时期曾是水下。德国这些城镇居民对洪水泛滥的土地感同身受。1914 年埃德尔湖大坝竣工后,邻近的阿塞尔村沉入了湖底。
佩克曼和他的学生们正在研究来自泥盆纪海底玄武岩(凝固的熔岩)内部的化学化石。佩克曼在三月份首次报告了这些发现,他认为他们发现了一个以前未知的微生物生命栖息地,“一个过去存在、现在存在并且有可能自地球历史之初就存在的栖息地,”他说。这项工作也可能有助于研究火星玄武岩中可能存在的化石。
科学家们以前也曾在岩石中寻找过生命迹象,但仅限于玄武岩表面或沉积层中。火成岩是在高温下形成的,不被认为是理想的家园。佩克曼正试图证明情况并非如此。
在阿恩施泰因山,曾经是水平的海底被抬升到垂直位置并多次褶皱。沿着悬崖面暴露的岩石露头揭示了泥盆纪时期的爆发,当时熔岩喷发到海洋中,形成了枕状玄武岩,很像今天在夏威夷基拉韦厄海岸附近水下形成的那些。海水迅速冷却了熔岩的外部,形成了黑曜石的黑色玻璃外壳。
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佩克曼和艾克曼正在寻找这种黑暗的外壳,他们在 60 英尺高的悬崖底部沿着巨石和碎片攀爬。与多孔、轻质的浮石不同,浮石是在充满气体的熔岩在大气中快速冷却时形成的,玄武岩是致密、沉重的物质。研究人员没有携带标准的探矿镐,而是携带了一把大锤。(佩克曼稍后才承认,我们的安全帽对于任何比垒球大的掉落玄武岩来说几乎毫无用处。)经过几次重击,艾克曼成功地打开了一个大型样本。在内部,岩石中充满了微小的碳酸盐晶体。这就像在看一个烤满了芝麻的德国黑面包。在黑曜石外壳的枕状玄武岩的情况下,内部冷却速度慢于外部,并捕获了后来充满海水的气泡,从而在整个基质中形成了碳酸盐晶体,称为杏仁状构造。“你不可能得到更好的保护”,佩克曼惊呼道,在杏仁状构造中。
通过显微镜检查薄片,可以发现管状或丝状生长物,它们从杏仁状构造壁分支出来。这些生长物是化学化石,是假定的微生物或隐生内岩生物产生的分子,这些分子在地质时间范围内是稳定的。佩克曼的学生之一卡塔琳娜·贝伦斯正在北大西洋科尔拜恩赛脊的新鲜玄武岩中发现类似的迹象。在泥盆纪岩石中,化学分析表明,杏仁状构造内部的矿物质是从海水中沉淀出来的,而不是从对生命有敌意的热液中沉淀出来的。这对于说服其他人微生物将玄武岩作为家园至关重要。
尽管其他科学家以前也曾在玻璃状外壳中发现过微生物钻孔,但佩克曼及其同事的工作标志着“首次在玄武岩中的气孔和空隙中发现了明显的矿化微生物丝状物”,华盛顿大学的天体生物学家罗杰·别克说。“因此,这项研究提出了一种新的微生物化石保存方式”,这种方式可能适用于更古老的岩石,从而“为科学家提供新的工具来寻找地球早期生命的迹象”。此外,由于玄武岩在火星上很常见,因此这些技术“甚至可以应用于寻找外星化石生命”,别克评论道。
在阿恩施泰因露头,现在有其他东西占据了枕状玄武岩作为家园。在检查一个露头时,人声惊动了一只大型猫头鹰,它悄无声息地飞走了。佩克曼认出这只猫头鹰是一只雕鸮,一种濒危物种。“我们该走了,”他说。两只看起来更像一团剩余绒毛的小鸡正在等待它们的母亲归来。看来,枕状玄武岩仍在提供生态位。
注意:这个故事最初以“古老熔岩中的生命”为标题发表。