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科学家发现距今已有26亿年的水体

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多伦多大学的地质学家芭芭拉-舍伍德-萝拉(Barbara Sherwood Lollar)和她的同事自上世纪八十年代,便开始研究全球的深矿。为了观察其他可能存在的古代水域,萝拉和她的同事研究了靠近加拿大安大略湖蒂明斯城的铜矿和锌矿。萝拉称:随着铜、锌和黄金的价格不断上升,矿洞也被越挖越深,这就为我们搜寻长期被隔绝的地下水域提供了帮助。

据报道,萝拉团队在15亿年至26.4亿年间的岩石中,发现了这块水域。萝拉说:这的确很令人惊讶。这不是我们预计的几千万年,而是数十亿年。它们有几十亿年之久了。蒂明斯的锌铜矿形成于约26亿年前,当时还是一个古老的海床。封存在岩石中的部分水体可能就是残余的海水。在岩石形成过程中,海水渗入如同血管一般的岩石缝隙,并被封存在那里。早在1880年代,加拿大地质调查局就在年度报告中记录了这些水体的存在。在20世纪80年代,一些矿区的工作人员发现,这些岩石中的水体会腐蚀采矿设备。他们联系到了多伦多大学。当时萝拉还只是一名研究生,这也是她第一次接触到关于这些古老水体的研究。

在测定水体的年龄上,萝拉团队采用的是经过英国曼彻斯特大学完善之后的技术。水体在地下的时间越长,其与岩石的化学反应就越多,产生的惰性气体放射性同位素就越多。通过测定水体中的放射性同位素,科学家就能估计其年龄。在此之前,科学家在南非的金矿中发现了年龄在千万年以上的水体,位于2500多米深的地下。在加拿大发现的这些古老水体,年龄估计在10亿年到26亿年。之所以出现了如此大的事件跨度,是因为科学家选择了5种不同的惰性气体进行同位素测定。萝拉认为,在这些26亿年以上历史的水体中可能存在着生命。这些水与海底热液口附近,以及南非金矿中的水体一样,能为微生物提供能量来源,她说,我们的研究结果显示,这些水中是可以存在生命的。接下来我们要证明这一点。如果水中真的存在生命,那接下来的问题就是:这些生命是什么?在什么时候出现?

微生物可能在岩石形成的时候就进入到水体中,或者随其他渗入岩石的水分进入。科学家试图进行微生物培养,但在实验室中很难重建古老水体所在的复杂环境。因此科学家需要从水体中采集细胞进行遗传分析,运用DNA指纹等技术来确定水中有怎样的生命。目前洛拉及其团队还在研究中,据称还有大约一年的时间才能出结果。

这项研究也能给火星生命的探测带来启发。科学家已经发现了火星表面曾经存在液态水的证据。与蒂明斯的锌铜矿一样,在火星表面以下的某个深处,也存在着被封存在岩石中的古老水体,里面或许存在着微生物生命。

虽然萝拉大妈已经60好几,但是依然有一颗年轻好玩的心。萝拉居然喝了这26亿年以上的水,发现味道很糟糕,她说,比海水要咸得多。她描述道:首先感觉到的就是水很咸,这是水和岩石的化学反应所致。它尝起来比自来水更粘稠,有一种很淡的枫糖浆味道。一开始水体并没有颜色,而一旦接触到氧气,它马上就变成了橙色,这是由于其中的矿物质,特别是铁化合物开始形成而造成的。

 

该项工作发表在nature杂志上,点击下载原文

Barbara Sherwood Lollar的课题组主页为:http://bsherwoodlollar.weebly.com/

Visit Barb’s  University of Toronto Webpage: http://www.es.utoronto.ca/people/faculty/sherwood-lollar-barbara/


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