本文发表于《大众科学》的前博客网络，反映了作者的观点，不一定代表《大众科学》的观点
寻找地球上最早生命的线索是一项棘手的任务。古代行星地壳的遗存非常稀少，已回收的最古老岩石块的年龄约为38亿年。更棘手的是，在最初的十亿年里，生命似乎只由微小的单细胞生物组成——只留下极少的地球化学或化石遗迹。
然而，更古老的地球物理样本确实存在——以在一些最古老岩石中发现的微小锆石（硅酸锆）晶体的形式存在。一些非常坚硬的晶粒已被测定年龄约为44亿年，通过分析它们所含的铀、钍和铅。锆石中氧的同位素比率也表明，至少其中一些晶粒与水圈发生过相互作用——这是在非常年轻的地球上存在液态水的证据。
现在，一项新的研究，由Bell 等人在《美国国家科学院院刊》上报道，他们筛选了超过 10,000 个微小的锆石晶体，以寻找早期生命的迹象。总共发现了 656 个锆石含有黑色斑点或内含物。其中 79 个锆石经过更详细的分析，一个 41 亿年前的锆石被发现含有两个微小的石墨碎片——纯碳。
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41 亿年前锆石晶体中的碳内含物（图片来源：斯坦福大学/加州大学洛杉矶分校）
至关重要的是，当研究人员测量这些石墨内含物的碳同位素比率时，他们发现，与碳 13 相比，较轻的碳 12 同位素的丰度显著增加。这种同位素偏差通常被认为是生物过程的“确凿证据”——生物过程倾向于优先隔离较轻的同位素。事实上，在这个 41 亿年前的石墨中看到的 13C/12C 比率与地球岩石记录中的干酪根沉积物以及活微生物中的比率几乎完全一致。
初步结论是，这些碳斑点可能是 41 亿年前从生物来源融入到正在形成的锆石中的。
如果进一步的研究支持这种解释，那将是一个惊人的结果——表明生命在地球完成其大部分剧烈的形成过程后仅 4 亿年就已存在。
但这现在与普遍接受的关于 38 亿至 41 亿年前地球和太阳系发生的事情的图景正面冲突。来自月球陨石坑和阿波罗任务带回的岩石的证据，以及来自陨石成分的数据表明，在此期间，内行星正在经历现在被称为后期重轰炸的时期。
人们认为这是一个月球以及由此推断地球遭受强烈小行星撞击的时期。事实上，它也被视为地球地壳最终修饰的关键部分，添加了“后期地幔”。这场轰炸的原因被假设为由于外层巨行星的动力学重构而造成的物质的字面意义上的散落（或坠落）。
理解这种重构本身就是一个完整的研究领域，但本质上，这种动力学活动也可以帮助解释柯伊伯带天体的当前分布以及我们太阳系外围世界的轨道排列。
问题是地球遭受的轰炸将是剧烈的，一些估计表明，有超过 20,000 次撞击事件能够形成大于 20 公里宽的陨石坑，并且有几次撞击产生了 5,000 公里宽的陨石坑。换句话说，在约 3 亿年的时间里，几乎每 100 年就会发生一次糟糕的大事件。
这可能会使地球环境成为生命非常艰难的地方。因此，在这次轰炸之前和之后立即发现地球上存在生命的证据，提出了一些非常大的问题。
这次轰炸真的发生在我们认为的时间吗？还是发生在最早的生命之前？
地球上的生命能否在行星被撞击的 3 亿年中幸存下来？
或者，生命是否一直在重新开始——重新起源——贯穿整个时期，直到最终地球停止扼杀它？
我们还没有这些问题的答案，但这些古老锆石晶体内部的微小碳斑点可能被证明是我们努力理解生命与其宇宙摇篮之间的密切关系的关键发现。