巖漿凝固礦物樣品分析圖像顯微鏡制造常識(shí)
熱泉中的生命
現(xiàn)代人會(huì)直覺地認(rèn)為，一種生物吸收一個(gè)在環(huán)境中含量極微的
元素，比如鎳(Ni)或鉬(Mo)，來建造與自己生命攸關(guān)的器官或蛋白
，似乎是一件匪夷所思的事；因?yàn)檫@些元素在環(huán)境中太稀少了，生
命利用這么稀少的元素豈不有糧斷草絕的風(fēng)險(xiǎn)。我們有這樣的想法
，是由于想當(dāng)然地認(rèn)為我們當(dāng)前的環(huán)境就是古時(shí)候的環(huán)境。其實(shí)，
根據(jù)對(duì)地質(zhì)沉積巖層的分析，遠(yuǎn)古地球生物所生存的環(huán)境可能與我
們今日的很不相同。
初生的地球是熾熱的，地殼單薄而不穩(wěn)定；在地面或海底，到
處都有巖漿噴出。在巖漿演化后期，大量的金屬元素和揮發(fā)性物質(zhì)
(如水、硅、硫、氯、氟)聚集在殘留的熱液中。當(dāng)這種熱液侵入周
圍的巖石裂隙時(shí)，它會(huì)冷卻下來，熱液中溶解的元素將結(jié)晶出來，
形成美麗的水晶石(SiO。)和閃亮的金屬硫化物礦物(如黃鐵礦(FeS
。)、黃銅礦(CuS)、閃鋅礦(ZnS)、方鉛礦(PbS)等)。但是，這些
巖漿晚期熱液也可能突破地殼薄弱的部位而涌出，形成地表或海底
的熱泉，就像現(xiàn)在美國黃石公園里成群的熱液噴泉一樣。在這種熱
液噴口處，形成了非常特殊的地球化學(xué)環(huán)境。那里不僅有很高的溫
度，而且硫化物和金屬元素含量也非常高。這可能就是地球早期生
命的搖籃環(huán)境。對(duì)于剛剛誕生的生命來說，這種奇異環(huán)境就是它們
理應(yīng)生存和理應(yīng)適應(yīng)的環(huán)境�，F(xiàn)存的古菌(Arkaea)大多是嗜熱菌和
嗜鹽菌，這一事實(shí)可以被視為是這種原始地球環(huán)境的一個(gè)旁證。
雖然地球巖漿活躍的高潮已過去幾十億年了，但小規(guī)模的熱液
噴出還在現(xiàn)代海洋中或陸地上持續(xù)進(jìn)行。研究這些現(xiàn)代熱泉為我們
提供了一個(gè)窗口，去認(rèn)識(shí)遠(yuǎn)古生命所處的生物地球化學(xué)環(huán)境。
