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古代微生物如何创造大量矿床 为地球上的早期生命奠定了基础

《科学进展》的最新研究揭示了前寒武纪微生物可能在地球早期两个最大的谜团中发挥了至关重要的作用。

不列颠哥伦比亚大学(UBC)的研究人员以及来自阿尔伯塔省,图宾根,巴塞罗那自治大学和乔治亚理工学院的大学的合作者发现,从刚果民主共和国富含铁的湖中培养的现代细菌的祖先可能是保持地球昏暗的早期气候温暖,并在数十亿年前形成世界上最大的铁矿床的关键。

这种细菌具有特殊的化学和物理特性,在完全没有氧气的情况下,它们可以将阳光中的能量转化为生锈的铁矿物质和细胞生物质。生物质最终导致其他微生物产生强大的温室气体甲烷。

这项研究的主要作者和凯瑟琳·汤普森说:“利用现代的地球微生物学技术,我们发现某些细菌的表面可以使它们排出铁矿物质,从而使它们有可能将这些矿物质出口到海底以形成矿藏。” .D。微生物学和免疫学系学生。

“这些细菌从生锈的矿物产品中分离出来,然后继续喂食其他产生甲烷的微生物。即使今天的太阳比今天明亮得多,甲烷仍可能使地球早期的大气变暖。”

这可能是对天文学家卡尔·萨根(Carl Sagan)提出的“微弱的太阳”悖论的可能解释。矛盾的是,地球早期存在液态海洋,但是根据早期太阳的光度和现代大气化学计算出的热量预算暗示地球应该被完全冻结。一块冰冻的地球不会支持很多生命。密歇根大学大气科学家詹姆斯·沃克(James Walker)于1987年首次提出了与大规模铁矿床和生命有关的富甲烷大气层。这项新研究提供了有力的物理证据来支持这一理论,并发现微尺度的细菌-矿物相互作用可能负责。

该论文的资深作者肖恩·克劳(Sean Crowe)表示:“通过使用现代的地球微生物学工具和技术进行研究获得的基本知识正在改变我们对地球早期历史的看法,并改变了导致包括人类在内的复杂生命所居住的星球的过程。加拿大地球微生物学研究主席,UBC副教授。

“对细菌与周围环境相互作用的化学和物理过程的了解也可以用于开发和设计资源回收的新过程,新颖的建筑和建筑材料以及治疗疾病的新方法。”

将来,这样的地球微生物学信息对于大规模的地球工程工作可能是无价的,这些工作可能被用来从大气中的CO2中清除碳,以进行碳捕获和储存,并再次通过细菌矿物相互作用影响气候。

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