古海洋沉積物的露頭讓人們看到了赤鐵礦的痕跡。（圖片提供:Hiroshi Ohmoto）
有時候，驚人的發現其實就在你的眼皮底下。這不，一些研究人員在考察澳大利亞西北部的岩層露頭時，竟然發現了赤鐵礦的沉積層——這是一種鐵氧化物，具有約34.6億年的歷史。赤鐵礦很有可能是海洋中的氧分子參與反應的產物。這一發現一經證實，將意味著能夠產生氧的光合生物的起源時間可能比之前的估算提前了10億年的時間。生物學教科書上通常這樣寫著：第一批能夠完成有氧光合作用——將陽光和二氧化碳轉化為糖和氧——的微生物大約在距今約24億年前出現在地球上。科學家之所以達成這樣的共識，是因為最古老的能夠完成有氧光合作用的微生物遺跡恰恰被發現存在於具有相同年代的水成岩中，並且從那時起，由鐵與大氣中的氧反應形成的赤鐵礦晶體開始變得很普遍。而根據這一理論，在此之前，地球的海洋和大氣中都不存在氧，因此像赤鐵礦這樣的與生命進程有關的礦物質是無法形成的。而那些較為古老的岩層中的赤鐵礦則很有可能是鐵與地下水中的少量原始氧相互作用的結果。然而美國大學公園城賓夕法尼亞州立大學的地球化學家Hiroshi Ohmoto並不相信這種說法。他和他的研究小組嘗試著尋找含有氧化礦物且比24億年分界線還要古老的沉積層（古海洋的底部）。最終，研究人員真的在Pilbara Craton地層——曾經的古海洋底部，如今位於澳大利亞的岩層露頭——中找到了這塊“寶藏”。在這裡，他們發現了赤鐵礦的紅色標記深深地嵌入具有34.6億年歷史的岩層中。Ohmoto強調，這些礦物質很可能是從海底熱液噴口湧出的熱水與海水中的氧——由光合作用微生物所形成——相互反應的產物。Ohmoto表示，現在的挑戰是在其他早於24億年的水成岩中找到赤鐵礦，從而為光合作用的更早起源增加新的證據。研究小組在本周的英國《自然》雜志網絡版上報告了這一研究成果。美國滕比市亞利桑那州立大學的同位素化學家Paul Knauth認為，這是一項“非常引人注目的發現”。他說，這項成果“顛覆了一個曾被普遍接受的觀點，即含氧的光合作用是在24億年前出現的”，但是這篇論文的結論“僅僅是一個最簡單的解釋”。Knauth說，他希望這一發現能夠激起有關這一問題的大討論。“是的，我們還處在探索的過程中。”