什么是“冥古宙”？在“冥古宙”时期，有生命的存在吗？

冥古宙，这个名字本身就带着几分神秘和古老的气息，它标志着地球生命故事的开端，也是我们探究地球早期历史的关键时期。简单来说，冥古宙是指地球形成初期，从约46亿年前到约40亿年前这段漫长而动荡的岁月。

想象一下，那时候的地球是什么样子？它还不是我们今天看到的这个拥有蓝天碧海、生机勃勃的星球。当时的地球，可以说是处于一个极度原始和混沌的状态。刚刚形成不久的地球，还在不断地吸积周围的物质，剧烈的撞击频发，比如后来导致月球形成的那次“大碰撞”，也可能就发生在这个阶段。因此，整个星球都处于一个高温熔融的状态，地表覆盖着滚烫的岩浆海洋，大气层稀薄且充满火山气体，比如二氧化碳、氮气、水蒸气等，但几乎没有氧气。

随着时间的推移，地球开始逐渐冷却。滚烫的岩浆海洋慢慢凝固，形成了最古老的地壳。火山活动依然非常频繁，不断地喷出水蒸气和其他气体，这些水蒸气在高层大气中冷凝，最终形成了早期的海洋。然而，这个时期的海洋并非我们现在熟悉的平静样子，它们很可能被大量的火山活动和陨石撞击搅动着。同时，地球磁场的形成，也可能在这个时期开始，为后来生命的出现提供了重要的保护。

那么，在这段被称为“冥古宙”（Hadean Eon）的极端环境下，真的存在生命吗？这是一个非常引人入胜的问题，也是科学家们一直在努力探索的谜团。

从我们目前的认识来看，虽然冥古宙的条件极其恶劣，但科学家们倾向于认为，生命的火种 有可能 在这个时期就已经萌芽了，尽管我们尚未发现直接且确凿的证据来证明。

我们可以从几个方面来推测：

首先，生命的起源条件：我们知道生命需要水、有机物和能量来源。在冥古宙时期，虽然环境严酷，但随着地球的冷却，液态水开始出现，形成了早期的海洋。地球早期频繁的火山活动和来自外太空的彗星、陨石撞击，都可以为地球带来构成生命有机物的元素，例如碳、氢、氧、氮等。深海热液喷口等也被认为是潜在的生命起源场所，它们能提供能量和化学物质的来源。

其次，化石证据的缺失：冥古宙时期地质活动非常剧烈，地层经历了无数次的熔融、变形和改造。这意味着，如果生命在这个时期出现过，那么它们留下的最古老的化石证据很可能已经被彻底破坏，无法保存至今。我们发现的最古老的生命化石，通常来自后来的太古宙（Archean Eon），比如埃迪卡拉纪时期的叠层石，它们是古老的微生物（主要是蓝藻）活动留下的痕迹。这些化石虽然也很古老，但比冥古宙晚了很多。

然而，科学家们通过一些间接的证据在“试图”捕捉冥古宙生命的蛛丝马迹：

锆石中的碳同位素比值：在一些非常古老的锆石晶体中，科学家们发现了一些异常的碳同位素比值。自然界中的碳主要有两种同位素：碳12（¹²C）和碳13（¹³C）。生物体在进行新陈代谢时，倾向于吸收碳12，因此，如果发现某个物质中 ¹²C 的含量异常高于 ¹³C，这可能是一个生命活动的迹象，因为生命活动会优先富集较轻的 ¹²C。在一些形成于约40亿年前的锆石晶体内部，发现的碳的同位素比值，与我们今天在生命体中看到的比值有些类似，这暗示着可能在当时存在过某种形式的有机物，甚至可能是生命活动的结果。但需要强调的是，这种比值异常也可能由非生物的化学过程引起，所以这仍然是一个正在积极研究中的证据。

分子化石（Biomarkers）的可能性：即使没有保存下直接的细胞化石，生命活动也可能在岩石中留下一些特定的有机分子痕迹，这些被称为“分子化石”。目前，还没有在冥古宙时期明确发现这样的分子化石，但如果未来有更先进的分析技术，或许能够从极度古老的岩石中检测到。

总结来说，对于“冥古宙时期是否存在生命”这个问题，目前的科学共识是：

可能存在，但证据尚不确凿。
如果存在，那也必定是非常原始、简单的生命形式，比如单细胞的微生物，可能生活在海底热液喷口附近，或者深海中的避难所，它们能够适应极端的环境，比如高温、高压和缺氧等条件。

冥古宙的名字“Hadean”本身就来源于希腊神话中的冥界之神哈迪斯，意在形容这个时期地球的恐怖、炽热和难以想象的恶劣环境。正是这样一个看似不可能孕育生命的时期，却可能孕育了地球上所有生命的最初种子。科学家们对冥古宙的研究，不仅是为了了解地球自身的演化历程，也是为了解答一个更深层次的哲学问题：生命是宇宙中普遍存在的现象，还是地球独有的奇迹？通过对这些最古老地球时期的探索，我们希望能离这个问题的答案更近一步。

冥古宙 ( Hadean eon ) 是普雷斯顿·克罗德于1972年提出的地球地质年代，最初定义为“比地球上已知的最古老的岩石还要古老的时期”，从地球形成开始，到约38亿年前结束。

此后数十年间，人们在加拿大西北部地区找到了一些约40.3亿年前的岩石，在加拿大找到了约42亿年前的地壳痕迹，在澳大利亚西部找到了约44.04±0.08亿年前形成的矿物。因此，一些学者建议将冥古宙的定义改为“从地球形成起的5亿年间”，但并未得到公认。以下叙述仍以38亿年前为准。

目前，冥古宙没有任何由国际地层委员会划分的可识别的分类，学者根据月球地质年代将其松散地划分为“隐生代、原生代、酒神代、雨海代”。

现有证据显示，地球生命可能在冥古宙的原生代（相当于月球地质年代的“盆地群代”）甚至隐生代就已经自然诞生，在月球地质年代“雨海代”就有了地球生物展开光合作用留下的痕迹。

在目前的理论下，地球似乎是在45.4亿年前形成的，冥古宙由此开始。

在45.2亿年前，地球似乎与体积约等于火星的天体“忒伊亚”发生碰撞，飞溅出的物质有一部分形成了月球，地球从炽热的岩浆球状态逐渐冷却固化（计算表明需时1亿年）。

44.1亿年前，地球上可能出现了原始海洋。这一时期的地质活动估计相当剧烈，火山喷发遍布地面、熔岩四处流动。

在41亿年前到38亿年前，地球可能受到了大量小行星与彗星的撞击。根据同时期的月球撞击坑推算^[1]，地球当时形成了22000个或更多的直径大于20千米的撞击坑、约40个直径约1000千米的撞击盆地、几个直径约5000千米的撞击盆地，地形平均每100年就受到显著破坏。

冥古宙在38亿年前结束，内太阳系不再有大规模撞击事件。

也有研究认为上述阶段的撞击规模要小一个甚至几个数量级。

演化生物学会具体谈论的最古老的地球生命是“最后共同祖先”Last Universal Common Ancestor，简称LUCA，这是演化生物学上假定存在的生物，LUCA存在的证据和不存在的证据都是有的，谈论其存在和不存在的文章都可以发到nature上^[2][3]。

• 即便假定LUCA存在，其也不是地球上最古老的生物。但是，地球上更古老的非病毒生物的遗传因子，只有水平转移到了LUCA的基因组内，才能传递下来。

21世纪初，学者一般估计最后共同祖先生活在距今35亿年前~38亿年前，而我们发现的直接的古生物化石证据已经老到了34.8亿年前^[4]。2017年，科学家在加拿大魁北克的岩石中发现了37.7亿年前~42.8亿年前的筒状微小纤维构造，可能是远古海底热泉喷口处生物的活动痕迹^[5]。2018年，有研究根据分子钟将最后共同祖先生活的年代设置到了45亿年前^[6]——这意味着LUCA可能在地球形成后4千万年时地狱般的环境里就自然形成了。

以上所称的“年”均为儒略年。1儒略年=365.25天。

地球生命的太空起源说仍然是学术界经常谈论的话题，地球生命也不必都是在同一个时代起源的，现代地球的水域、地下仍然可能在进行有机大分子的自我制造，只是这个过程本就极度缓慢、难以和现代生物制造的有机大分子区分、很容易和现代生物的身体结合到一起去（例如被细菌摄入体内）。

参考

1. ^ 月球面对地球的一面的大部分大型盆地，如危海、宁静海、晴朗海、肥沃海和风暴海，也是在这一时期撞击形成的
2. ^支持它存在的研究 https://www.nature.com/articles/nature09014
3. ^反对它存在的研究 https://www.nature.com/articles/nature09482
4. ^ https://www.liebertpub.com/doi/10.1089/ast.2013.1030
5. ^ http://eprints.whiterose.ac.uk/112179/1/ppnature21377_Dodd_for%20Symplectic.pdf
6. ^ http://palaeo.gly.bris.ac.uk/donoghue/PDFs/2018/Betts_et_al_2018.pdf

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