最近的研究表明，古代海洋中绿绿岩的形成在决定某些金属(如锰和钼)的可用性方面起着至关重要的作用，这些金属对早期生命形式至关重要。这一发现是通过在实验室中重建太古代海水而获得的，为早期生命的进化过程提供了新的见解。

　　科学家们对生命最初进化时的海洋环境知之甚少，但是发表在《自然地球科学》杂志上的一项新研究揭示了地质过程是如何控制哪些营养物质可以为生命的发展提供动力的。

　　早期生命形式的营养利用

　　所有生命都需要锌和铜等营养物质来形成蛋白质。最古老的生命形式在太古宙进化，比恐龙首次出现还要早35亿年。与近代的同类相比，这些微生物表现出对钼和锰等金属的偏好。这种偏好被认为反映了当时海洋中金属的可用性。

　　古海水研究成果

　　开普敦大学(UCT)和牛津大学的研究人员在实验室里重现了古代海水。他们发现，太古代岩石中常见的绿绿岩形成迅速，并在此过程中去除锌、铜和钒。当绿绿岩在早期海洋中形成时，这些金属会从海水中除去，使其富含其他金属，如锰、钼和镉。有趣的是，他们预测太古宙海水中最丰富的金属与早期生命形式选择的金属相匹配，这解释了为什么它们在早期进化中受到青睐。

　　跨学科的验证

　　首席研究员Rosalie Tostevin博士(当时是牛津大学，现在是UCT地质科学系的高级讲师)说:“当我们注意到我们的结果与使用完全不同方法的生物学家的预测相符时，我们非常兴奋。当其他领域的专家做出类似的发现时，总是让人放心。”

　　了解太古宙海水的挑战

　　科学家们一致认为，太古宙的海水与今天大不相同，有更多的溶解铁和二氧化硅，几乎没有氧气。然而，对于海水化学的其他方面，如营养物的浓度，人们几乎没有达成一致。

　　“我们无法及时对海水进行采样和分析，因此重建太古代的条件是相当大的挑战。一种方法是观察沉积岩的化学组成，但非常古老的岩石的化学成分有时会发生变化。相反，我们决定在实验室里创造一个微型的古代海水，在那里我们可以直接观察发生了什么。”

　　探索绿绿岩地层

　　托斯特芬和她的同事伊马德·艾哈迈德在一个特殊的无氧室里重现了太古宙的海水，并观察了绿绿岩开始形成的过程。他们观察到，随着矿物的形成，海水中的金属浓度发生了巨大变化。他们在钻石光源同步加速器上使用x射线吸附光谱来证明金属正在进入矿物。相比之下，其他金属不受这一过程的影响，在海水中保持高水平。

　　我的长期影响tal吸收

　　托斯特芬说:“我们知道绿绿岩在地球早期很重要，因为我们不断在古老的岩石中发现它，比如南非北开普省的铁矿石，以及澳大利亚类似的岩石。我们认为这可能是太古宙最重要的矿物之一。但我们不知道绿绿岩是如何在自然界中形成的。一种可能性是绿绿岩形成于海洋深处的热液喷口。但它也可能是在ph值变化很小的浅水中形成的。”

　　托斯特芬和艾哈迈德决定在这两种条件下进行实验，并发现无论绿绿石如何形成，它都以相似的方式去除金属。

　　研究人员担心的一个问题是，这些金属是会被长期封存，还是在几个月或几年后被释放回海水中。为了验证这一点，他们加热了这些矿物质，以模拟它们被埋在地下并经历结晶过程时在自然界中发生的情况。金属仍然被困在矿物中，这表明这是一个永久的金属汇，可能对早期的海水产生了深远的影响。

　　参考文献:Rosalie Tostevin和Imad A. M. Ahmed撰写的“前寒武纪海洋中受绿绿岩形成控制的微量营养素有效性”，2023年11月13日，《自然地球科学》。DOI: 10.1038/s41561-023-01294-0SHARE TWEET REDDIT电子邮件分享

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