熱帶岩石中的漂礫是早期線索之一,表明地球曾經發生過奇怪的事情。
漂礫是落在海底的岩石,有時力量非常大,以至於沉積物變形。但是這些岩石中本不應該有漂礫。冰川是最常見的來源;冰蓋腹部像扁蝨一樣收集岩石,然後在入海時脫落。但是,含有漂礫的岩石是在間歇性炎熱的熱帶水域下形成的,這從散佈其中的石灰岩帶中可以明顯看出。熱帶地區肯定不可能有冰川,對吧?對吧?
1989 年,加州理工學院地質學家喬·基爾什溫克 考察了這一證據和其他一些已經存在了幾十年的證據,並提出了一個新的假設:雪球地球。這個想法是,我們地球曾經完全被冰層包裹,厚達一公里,大約在 6.5 億至 7 億年前。當時各地地表溫度都遠低於零度,生命,無論當時以何種簡單的形式存在,都必須應對這種情況。
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證據表明,這場災難大約在那個時候發生了兩次,而不是一次。第一次冰封似乎持續了大約 5800 萬年——我想有必要指出,這比霸王龍存在的時間長 24 倍以上(僅僅 240 萬年)。第二次雪球事件發生在 1000 萬年後,又持續了 500 萬至 1500 萬年。儘管部分冰川作用會在數百萬年後,在我們自己的時代附近,定期蔓延到溫帶地區,但據我們所知,冰層再也不會吞噬地球。
今年 1 月發表的一項關於中國新化石的研究增加了一個有趣的細節:洞穴真菌可能幫助地球擺脫了第二次雪球事件。如果屬實,這也將是值得注意的,因為最早公認的陸生真菌化石可以追溯到 2 億多年後。
如果您接受地球已被凍結成固體,那麼隨之而來的是,一旦所有厚重的冰層融化,無負擔的陸地就會反彈並在新鮮空氣中沐浴。落在新裸露岩石上的雨水風化了地表,但也滲入裂縫,形成了洞穴。
正是在他們聲稱的中國埃迪卡拉紀陡山沱組岩層中的這些空腔遺蹟中,科學家在 1 月份的《自然通訊》雜誌上報道,他們發現了洞穴構造和黃鐵礦化石絲狀物,這些絲狀物在他們看來——我也同意——非常像真菌。
有分支和融合的彎曲絲狀物——包括 A 形和 H 形結構——以及小的分支芽,有時似乎在相互尋找;空心球體,單獨或成鏈狀(孢子?)既融入絲狀物中,又位於絲狀物的末端;以及兩種不同的纖維規格,暗示至少有兩種物種。這些纖維也缺少內部壁,稱為隔膜,隔膜通常將這樣的管子分成細胞。
作者說,今天的幾種真菌都具有這套完全相同的特徵,而沒有其他生物群具有這種特徵。此外,彎曲的絲狀物似乎排除了任何非生物的相似物。對物理真菌化石冒名頂替者的研究表明,它們寬度均勻,而真正的真菌往往較窄,並且可能有多種尺寸。
外部證據表明真菌的解釋是合理的。分子鐘使用計算出的 DNA 突變率來估計各種生物群的進化時間,這表明真菌可能已有 9 億至 15 億年的歷史。
作者假設,在腔體形成後不久,鐘乳石、石筍和葡萄狀葡萄狀體覆蓋了它們的壁,並被真菌和其他微生物定殖和催化;化石中的大型球體被絲狀物穿透,可能是某種共生體——或食物。值得注意的是,現代洞穴構造也帶有類似的微生物,包括類似於化石的真菌。
眾所周知,現代真菌具有開採岩石和提取營養物質的能力。如果剛剛擺脫雪球地球的黴菌岩石口袋在地理上廣泛分佈,那麼這種生命將加速已經在地表進行的陸地岩石的風化,並將磷(一種肥料)輸送到海洋中。由此產生的藻類大量繁殖會將氧氣泵入空氣中。值得注意的是,大氣中的氧氣水平在雪球地球之前似乎遠低於今天的水平。
不久之後,能夠利用所有新釋放的氧化還原能力的生命形式抓住了機會,這一事件被稱為寒武紀大爆發。在雪球地球之前,最複雜的生命——以及超過 35 億年的進化總和——似乎是海綿。在雪球地球之後,泰坦巨龍、黎明紅杉和巨大的真菌出現了。這之間是否有聯絡,是否與所有額外的氧氣有關?這是一個積極研究的課題。
更廣泛地說,我們最近才意識到我們的地球可能經歷了一個 5800 萬年的冰凍先生階段,這既令人不安,因為它暗示了我們不知道的事情,也暗示了我們知道的事情。我曾經聽過一位古典學家的講座,他聲稱,鑑於剩餘證據的可憐性質,我們對古代人類世界的瞭解類似於透過鑰匙孔窺視凡爾賽宮所能發現的東西。
古生物學,特別是骨骼和貝殼之前的生命的古生物學,或遙遠而陌生的條件下地球的地質學,也可以這樣說。地質學家保羅·霍夫曼 告訴 Astronomy.com,在喬·基爾什溫克首次提出雪球假設並與他分享後,他們花了一段時間才對此採取任何行動,因為這種情況與已知的地球歷史大相徑庭,他們不知道岩石記錄中的任何特定證據是支援還是反對它。
如果確定地球歷史上的重大事件在我們確實有岩石記錄的地方已被證明是困難的,那麼我們對地球的歷史和所有者手冊還有什麼不知道的呢?因為相關的岩石沒有儲存下來,或者目前不在地表?例如,地球的大部分地區似乎都缺少令人不安的巨大十億年地質記錄,地質學家將這一明顯的遺漏有些不祥地稱為大不整合。他們爭論為什麼它會缺失,但它確實缺失這一簡單事實更讓我擔憂。這就像地球在其生命週期的 25% 中狂歡,並且“完全不記得”發生了什麼或它的鑰匙在哪裡。
因此,我們必須感謝我們星球確實擁有的記憶。如果這裡的解釋是正確的,那麼漂礫和岩石口袋描繪了一幅生動的畫面:一顆類似木衛二的行星變態成一套新刮過的風化大陸,充滿了黴菌洞穴,在地球有史以來最大的生命爆發之前,悄悄地滋養著海洋併為大氣充氧。
這是一篇觀點和分析文章;作者或作者表達的觀點不一定代表《大眾科學》的觀點。
