此前有科学家们估计，地球上的第一批生命诞生在38亿年前左右。目前发现的最早的、有细胞结构的生物化石形成于35亿年前，因此，科学家们认为，关于地球上第一批生命的出现的时间，最晚应该在地球形成后10亿年。

但最近发表在《科学进步》（Science Advances）上的一项新研究似乎推翻了此前科学家们提出的理论，将地球出现生命的时间提早了5亿年，研究团队分析了加拿大魁北克一块拳头大小的岩石，估计有37.5亿到42.8亿年的历史。在《自然》（Nature）杂志早些时候的一篇论文中，研究小组在岩石中发现了微小的细丝、旋钮和管子，这些似乎是由细菌造成的。

现在，在对岩石进行了广泛的进一步分析后，研究小组发现了一个更大、更复杂的结构——一个单侧有平行分支的茎，将近一厘米长，以及数百个扭曲的球体或椭球，沿着管状体和细丝。研究人员说，虽然一些结构可能是通过偶然的化学反应产生的，但这种带有平行分支的“树状”茎极有可能是生物起源的，因为从来没有发现单独通过化学产生的结构与之类似。

该团队还提供了细菌如何以不同方式获得能量的证据。他们在岩石中发现了矿化的化学副产品，这与古代微生物通过一种不涉及氧气的光合作用，而是依靠铁、硫、可能还有二氧化碳和光。根据研究人员的说法，这些新发现表明，原始地球上就可能存在着各种微生物生命，可能在地球形成后的3亿年内就存在了。

研究论文的主要作者多米尼克·帕皮尼奥博士（Dominic Papineau，同时就职于伦敦大学学院地球科学系、纳米技术中心、行星科学中心和中国地质大学）说：“使用许多不同的证据，我们的研究强烈地暗示了在3.75至42亿8000万年前在地球上存在许多不同类型的细菌。这意味着生命可能在地球形成后的3亿年内就开始了。从地质学的角度来说，这是太阳绕银河系旋转一圈的时间。”

“这些发现对外星生命的可能性有一定的影响。如果在适当的条件下，生命相对较快地出现，这将增加其他行星上存在生命的可能性。”

在这项研究中，研究人员检查了帕皮尼奥博士2008年收集的魁北克省努瓦瓦吉图克表壳带（NSB）的岩石。NSB曾经是一片海底，其中含有地球上已知的一些最古老的沉积岩，据信是在热液喷口系统附近形成的，海底的裂缝通过岩浆加热的富铁水域。

研究团队将岩石切成大约像纸一样厚（100微米）的部分，以便仔细观察微小的化石状结构，这些结构由赤铁矿构成，包裹在石英中。这些岩石切片是用镶有钻石的锯子切割的，其厚度是研究人员之前切割的两倍多，这使得研究团队能够在其中看到更大的赤铁矿结构。

他们将这些结构和成分与最近的化石以及现今热液喷口系统附近的铁氧化细菌进行了比较。他们在如今的夏威夷附近的Loihi海底火山附近，以及北冰洋和印度洋的其他喷口系统附近，发现了扭曲的细丝、平行分支结构和扭曲的球体。

除了在各种光学显微镜和拉曼显微镜（测量光的散射）下分析岩石样本外，研究团队还使用超级计算机数字化重建了岩石剖面，该计算机处理了两种高分辨率成像技术的数千张图像。第一种技术是显微CT，即显微断层成像，它使用X射线来观察岩石内部的赤铁矿。第二种是聚焦离子束，它可以刮去200纳米厚的微小岩石薄片，并在每块岩石薄片之间用集成电子显微镜拍摄图像。

这两种技术都产生了一系列用于创建不同目标的三维模型的图像。然后，通过三维模型，研究人员确认了赤铁矿细丝呈波浪状扭曲，并含有有机碳，这是现代食铁微生物的共同特征。

在他们的分析中，研究小组得出结论，赤铁矿结构不可能是通过数十亿年来的岩石挤压和加热形成的，并指出这些结构似乎在更细的石英中比在更粗的石英中保存得更好。研究人员还观察了富含化石的岩石中稀土元素的含量，发现它们的含量与其他古代岩石样本相同。这证实了海底沉积物与周围的火山岩一样古老，而不是一些人提出的更年轻的外来渗透。

以上的研究指向了一个事实：地球诞生后不久，地球上就出现生命了，生命的出现或许不需要上10亿年那么漫长的孕育时间，也不需要过于苛刻的孕育条件。或许在其他行星上，生命体的出现或许更容易。

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