“热液系统很可能在地球生命起源中扮演了关键角色,甚至可能是其他行星上生命诞生的重要途径。”这是《自然通讯-地球与环境》期刊上一篇新研究中的观点,第一作者、英国格拉斯哥大学地理与地球科学学院的Annemarie E. Pickersgill和她的同事们在论文中这样写道。这个判断看似只是重申了一种已有的科学假说,但它后面的研究,却给这个假说添加了一个至关重要的数字:800万年。也就是说,6600万年前那颗终结了恐龙时代的巨大陨石,在它砸出的深坑底下制造了一套滚烫的热水循环系统,而这套系统可能不像过去想象的那么短命——它或许嗡嗡运转了整整800万年。

这样一个时间尺度,对理解“生命是怎么开始的”这个老问题,突然多了一层引力。因为如果撞击坑的热液系统真能持续这么久,那么它在理论上就足够让那些复杂的前生命化学反应慢慢地试错、慢慢地组合,直到凑出第一个能够自我复制的分子。换句话说,这不是在谈论恐龙灭绝的那一瞬间,而是在谈论毁灭之后,地底下可能悄悄开启的另一段“创造”。

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在进入这场辩论之前,我们需要先把时钟拨回到6600万年前的那个瞬间。一颗直径大约十公里的小行星,以极高的速度撞上了地球表面,留下了一个被称为希克苏鲁伯的巨大陨石坑。这次撞击并非只是砸出一个坑那么简单,它像在行星表面猛地按下一个能量开关——瞬间引发了一场巨型海啸,紧接着是全球范围的火灾风暴。更致命的是后续的“撞击冬天”:大量尘埃和硫化物气溶胶被抛入高空,遮蔽阳光,全球气温骤降,光合作用几乎停滞。植物死亡,植食动物饿死,肉食动物也跟着崩溃。最终,非鸟类的恐龙全部灭绝,整个地球上大约75%的物种在这场连环灾难中消失。

灾难叙事到这里往往就收尾了,但在过去几年里,一部分研究者开始把目光转向这场巨变的地下部分。他们的逻辑很直接:撞击的能量不可能只往天空中释放,它更直接的作用,是把地壳深处的岩石轰碎、熔化、加热到一个不可思议的程度。如果这个区域正好有地下水——哪怕只是岩石孔隙中的流体——那么这些水会被瞬间汽化,或者变成超临界的流体,然后在破碎的岩层中开始循环。水接触滚烫的岩石,发生化学反应,溶解出大量矿物质,形成一套庞大的地下热液系统。说人话就是:陨石坑不仅仅是一个坑,它底下还有一整套由撞击驱动的天然“地下热水管网”。

这不仅仅是一种想象。在地球上已经确认的约200个撞击结构中,大约有70个留下了曾经存在过热液系统的证据。这些证据可能是特定的蚀变矿物、热液脉体,或者是那些只有在热水参与下才能形成的岩石组合。这套系统有几个非常讨喜的特征:它足够多孔,所以流体可以畅通地流动;它足够可渗透,所以新鲜的化学物质可以不断被带进来;它的温度梯度提供能量,岩石表面提供催化模板,水里溶解的各种离子则像是备好的积木块。在生命起源研究里,这样的环境被看作最有可能孕育出最早生物化学反应的地方之一,甚至可能比著名的深海热液喷口更早地提供了“孵化”的条件。支持这一假说的人认为,早期地球遭受了远比今天密集的撞击,而这些撞击所制造的热液系统可能正是生命的摇篮。

但这个假说从诞生之初就面临一个非常棘手的反方问题:证据太少。尽管有大约70个撞击结构保留了热液活动的遗迹,但是在这其中,只有8个显示出了清晰的微生物定殖的痕迹。也就是说,我们能在这些古老的管子状、脉状构造里看到疑似微生物活动留下的微化石或有机物残留的例子,屈指可数。研究者在论文中也直接承认了这个窘境:“我们不能肯定地说这些早期撞击环境曾经有过生命居住,因为早期地球的岩石记录留存下来的实在太少,因此早期地壳的物理性质受到的约束非常差。”这等于反方摆出了一个硬邦邦的事实:你连那个时代的地壳是什么样子都搞不太清楚,又怎么去断言那里面有没有生命呢?

这场辩论似乎卡住了。正方指着实验室里模拟出来的热液反应说,你看,在这些条件下氨基酸、核碱基都能合成,理论上完全可以。反方指着地质记录说,理论和现实之间缺了最关键的一环——你找不到一块能够确凿证明早期撞击热液里确实出现了生命的化石。于是整个问题就变成了:我们要么找到更古老的石头,要么换一个角度来审视“证据”这两个字。

Pickersgill和她同事们选择的就是后一条路径。他们并没有试图去挖出一块保留着早期微生物的撞击坑岩石——那个在目前的地球上也许根本就不存在——而是问了一个相对更容易落点的问题:我们能不能计算出,像希克苏鲁伯这样的大型撞击坑,它的热液系统究竟能存在多久?这个问题的巧妙之处在于,它不必直接证明生命曾经存在过,