地球上最古老的叠层石和在火星上寻找生命 – 天体生物学

Earth’s Oldest Stromatolites And The Search For Life On Mars

德莱赛地层叠层石的手样本,显示了由赤铁矿、重晶石和石英形成的复杂层状结构,以及圆顶形上表面(圆顶箭头)。 信用 Keyron Hickman-Lewis 及其同事

地球上最早的生命形态痕迹往往备受争议,这既是因为非生物过程可以产生相对相似的结构,也因为这些化石经常受到高度的改变和变质作用。

叠层石是反映微生物群落与其环境之间复杂相互作用的层状有机沉积结构,长期以来一直被认为是古代沉积岩中生命探测的关键大化石。 然而,古代叠层石的生物起源经常受到批评。

周五在美国地质学会杂志《地质学》上发表的一篇文章使用一系列先进的二维和三维分析技术来确定地球上最古老的叠层石的生物起源,这些叠层石来自西澳大利亚皮尔巴拉的 34.8 亿年前的德莱赛地层.

尽管这些叠层石经历了严重的成岩作用和风化作用,并且没有保留任何有机物质,但由伦敦自然历史博物馆的 Keyron Hickman-Lewis 博士领导的一个团队已经使用了光学和电子显微镜、元素地球化学、拉曼光谱以及实验室和基于同步加速器的断层扫描可识别表明生物起源的众多特征。

光学显微照片(左)和 EDX 图(右)显示了 Dresser 组叠层石的波动层状层中的主要和替代矿物学。 信用 Keyron Hickman-Lewis 及其同事

除了对 3D 叠层石宏观结构进行实验室断层扫描外,该团队还能够在意大利的里雅斯特的 Elettra 同步加速器上使用 SYRMEP 光束线通过相位对比成像,实现前寒武纪叠层石微结构成像的第一个亚微米像素和体素尺寸。 这使得能够识别不均匀的层形态、腐烂有机材料脱气产生的空隙空间以及被解释为微生物栅栏结构的柱状垂直结构,这是光养生长的常见指标。

由于最近的风化,德莱赛地层叠层石大部分被赤铁矿(氧化铁)取代。 虽然这使得有机地球化学分析变得不可能,但这种成分与在火星上寻找生命高度相关。

火星表面的沉积岩也经历了类似的普遍氧化,并且在其上部厘米到米的范围内也主要包含氧化铁。 在这方面,德莱赛地层叠层石可能是独特的相关材料,可以告知我们火星上预期的精确生物印记保存方式。 随着火星 2020 毅力号火星车继续探索 Jezero 陨石坑,我们应该寻找与德莱赛地层中发现的生命相似的生命形态表达,并为火星样本最终返回地球时进行先进的多技术分析做准备。

叠层石微观结构的三维渲染,使整个叠层石结构中的相分布可视化。 信用 Keyron Hickman-Lewis 及其同事

特色文章

对地球上最古老的叠层石(~3.5 Ga)的高级 2D-3D 洞察:在火星上寻找生命的前景,Keyron Hickman-Lewis 及其同事

联系方式:keyron.hickman-lewis@nhm.ac.uk,英国伦敦地球科学系自然历史博物馆

地质学文章在线访问 https://geoscienceworld.org/content/early/recent。 媒体代表可通过上述电子邮件地址联系 Kea Giles,获得免费文章。 在发表关于作者工作的故事之前,请与作者讨论感兴趣的文章,并请在发表的文章中参考 GEOLOGY。 文章的非媒体请求可直接发送至 GSA 销售和服务部,gsaservice@geosociety.org。 https://www.geosociety.org

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