公元前四十亿年
外星球是否存在着生命,这是一个有争议的课题。诚然,目前专家根据一系列资料证实,我们生存的太阳系内,只有地球存在生命。所以,许多专家正致力于研究在我们生存的行星上生命如何产生这一课题。于是各种推测接踵而至,可没有一种推测足以证明生命是怎样,又在怎样的条件下产生的、近来,一些专家甚至证实有机体是被彗星带至地球的,然而大多数专家仍然支持生命自生的说法。要是能重新模拟几十亿年前地球的物理环境,那就能得到证实这一推测的第一手资料,而要证实这一切,只能靠地质学,经过这一学科对我们生存的行星的发展早期进行“透视”。
你很难想象得出,在久远的那个年代,地球究竟是怎么回事呢?
四十伍亿年前,在我们行星无山无生物的扁平地面上有些微耸的圆锥形火山。从它的山口,甚至从无数地表裂缝里时而溢出玄武岩浆,它会像水一样注满低洼。从地心施放的一氧化碳在很短时间内能使熔岩喷发中断。可当一些火山停止喷发时,另一些火山又熔岩四溢。地球不停顿的火山运动形成了由玄武岩和粘土组成的地壳层,即由火山岩和沉积岩组成,深达几万米的地质层。
显然,这样的岩层现在随处可见。那么,也许过去地球的情形与现在相比并无明显差异吧?
太阳系行星已存在约46亿年,它是专家对被发现的陨石中分子放射分裂的分析研究后加以确定的,从月球上取回的岩石样本也证实了这一点。接着在地球上也终于找到了大约40亿年前的岩石。通过研究这些岩石的矿物成分,专家们已能够在一定程度上再现行星在它历史长河中处于萌芽时期其表面的情形。
地质学家指出,在我们行星上古老的火山岩和沉积岩在自我融合后,随着一些新矿物的产生,很容易再度结晶,诸如紫苏辉石和硅浅石这类矿物,它们的出现在8000 ~ 10000个大气压,温度在800 ~ 1000℃的条件下才有可能,这些矿物能给研究人员揭示出地球发展早期的一些异常情形:对研究人员而言,矿物是显示其自然产生过程的温度表和晴雨计。
可平时总认为,这些岩石产生可能不在地球的表层,而是产生于具有相同条件的地球三至四万米的深处,以后这一岩石的表面层被冲蚀外露,岩石里层才暴露于表层。然而能够想象得出,在地质学家中广泛议论的这一猜测可能行不通,因为我们在地球上不可能找到地壳上受冲蚀、处于三、四万米深处的沉积岩层。由此得出另一推断,在地球表层近邻存在着高压反应,那又是什么强压蚀化岩石呢?只有一种厚实且相当炽热的大气压才有可能。
如果地球现在的大气压主要是由氮和氧组成,那么在早期的地球上除了一氧化碳之外,绝大部分是氢。大量的氢气压要比现在大气层压力强8000 ~ 10000倍,由此可见,行星表面可达到8000个大气压。处于这种条件,水成了200 ~ 250热度的液体,同时由于“温室效应”致使大气压不断升温,水蒸气和±氧化碳中和太阳光,抑制地球折射热,其情形类似现在的金星。火山喷出物不断被水蒸气、二氧化碳、氢和其他少量易挥发物质充实。但是大约在40亿 ~ 39亿年以前这一层厚实且相当炽热的大气压突然从我们行星中消失。38亿 ~ 37亿年前的斜解理花岗岩,即“灰片麻岩”,在近似于目前地球气压和温度条件下即可产生,这说明,当时地球上厚实且相当炽热的大气层已不复存在。在这种情况下,我们的行星丧失了几乎百分之一的物质成分。在地球发展的萌芽阶段究竟发生了什么重大事件呢?
月球诉说……灾难
在月球表面明显地呈现出两类主要地形:淡色的表层,即“大陆”,低陷且暗色的,即“海洋”。对月球的样品研究结果证实,大陆为古代月球的地壳。它占了从地球上见不到的月球的几乎所有反面、两侧和与地球相对面的三分之二部分。毗邻海地形的大陆平原要高于海洋1000 ~ 2000米,其表层尽是火山口的痕迹,岩石存在了46亿 ~ 44亿年,正是太阳系星系组成的早期。
月球海洋,其实是被玄武熔岩覆盖着的平原。月球的火山熔岩、海洋地形又是怎样产生的呢?研究证实:地形低陷主要是受陨石撞击所致。
目前已知,月球上约有30多个火山集中区城,其直径在200 ~ 1200公里,其中最典型和完整保存的区域是围有三堵环形岩堤的东海。另一个区域是多雨海,其环形岩堤、玄武岩满地皆是,尤为明显。现在才搞清,月球曾遭到直径在20 ~ 50公里范围的无数巨大行星的撞击。
可这又在何时发生的呢?对从多雨海岩堤取回地球的月球标本进行研究证实,宇宙撞击的时间约在40亿年以前,其他巨大火山口几乎在同时形成。显然,约40亿年前月球曾遭到成群巨大陨石的撞击。当所有巨大行星在我们的星系中纷纷坠落时,月球的半面随之留下了几处火山口。当月球回到自身轴心运转时,其他零散行星则接连不断地残留在其表层。
类似现象在火星上也存在。现在已确定,火星上有三个直径在1000公里左右的火山口,有环形岩堤的阿尔及尔、爱拉达和伊西达平原,所有这些都集中在行星的半面,而在火星的另半面没有发现与此相似的火山集中区域。
那么由于什么原因引起这一场宇宙灾难呢?能够接受的假定是,行星与运行于火星和木星之间的小行星的运行轨道相叠,因而引起相撞爆炸。这一假定得到科学院士符 · 格 · 费仙柯夫和其他许多天文学家、地质学家的支持。苏联科学院通讯院士阿 · 阿 · 马拉古雪夫认为,所有陨石地形只有在受到极其巨大撞击的情况下才可能熔解分化。因此,在上述情况下,46亿年前发生的撞击现象60万年后又熔解分化了地球。
发生在太阳系的这一巨大灾难在所有行星上都留下了明显的痕迹,可这一灾难却成了地球上发生根本质变,导致生命产生的直接起因。
灾难后的地球
月球的地质活动早在20亿年前就中止了,与此相反,我们的行星至今还停止不息,发生同期性的地震和火山爆发就足以证实这一点。由于不断的地质活动,地球逐渐改变着自我雏形,抹去了残存的碎屑痕迹。可学者们仍然认为,在我们星球上应该留下直径在1000公里左右的巨大环形的地质构造,也许直径还要大。因此他们在观看宇宙摄影片时,忽然发觉大陆有些部分,尤其是苏联亚洲部分与环形地质构造非常相似,尽管缺乏足够的证据加以证明它就是宇宙撞击的遗迹,使这一推测具有说服力。要知道在太阳系这一范围内,月亮离地球非常近,而在40亿年前,两者之间'的距离要比现在还近3倍。这说明,当时地球遭到陨石和行星的袭击也在所难免。行星和撞击而跌落的行星残物瓦解了大气层,在一定范围内引起强烈的空气流动,以至于在我们星球上形成了很多喷发力很强的火山,在大气层下的地球表面则产生了一定比例的热能源。
现在似乎我们已能够确证40亿年前跌落在地球上的陨石,以测出地球大气层获得的补充热能。由于陨石的坠落使地球起初厚实的大气层又升高了一百度。我们知道,地球和金星都套有氢气“环”,这就证明,那里曾经发生的事和缺氢至今的演变过程。英国的物理学家德 · 杰姆斯指出,要是一氧化碳分子速度达到宇宙第二速度的四分之一,相当于地球每秒运转11.3公里,那么,遭灾的星球会很快失去大气层,而星球则以测试温度来确定其变化。地质“温度表”指明,星球在受灾之前,其大气层温度高达700 ~ 1000°C,也就是说,其热度已超越“杰姆斯界限”,况且陨石撞击又给大气层加了温,由它的活动引起的气流转换只会加速地球本身保护层消失的过程。
迸发……生命?
从地球上35亿¥前遗留的沉积物中找到了生命起源的踪迹。在保留至今的古代残迹中反映的活形体为单细胞组织,称为无核质,那无核细胞粒。粒子里外由唯一的单细胞组成,而且这些细胞含有染色体成分。显然,它是长久进化的结果。从原先厚实的大气层消失到无核细胞出现大约延续了5亿年。
哪些条件是生命产生所必备的?对这一问题约在五十年前科学院士符 · 伊 · 维尔纳斯基和阿 · 伊 · 奥巴林原则上提出了两种不同看法。阿 · 伊 · 奥巴林假设生命产生起先是在某一地方,其自然条件相当适宜,然后再扩展到其他地方。他认为,自然淘汰是早期进化的主动力,起先出现的蛋1白质和核聚合复合,随之又获得吞食外界生物的本领。
符 · 伊 · 维尔纳斯基对生命产生则另持己见。他认为,生命的出现应该在失去地质平衡的同时,突然出现一层含有多种生物功能、具有自我特性的原始生物层(早在1848年列 · 巴斯特就提出这一发现)。当所有有机分子聚集时,它们会像人的左右手分两边排列。这一特征在科学上叫做X排列。维尔纳斯基推测,剧烈的撞击是在地球早期无生命既而发生灾难性变化条件下产生X形排列有机细胞的原因所在。但是,学者们这些想法长期以来却没有引起重视。要知道,提出生命产生的机遇是件极不寻常的拿。只是到了最近,苏联学者才证实,在化学进化过程中X形排列的有机细胞的产生只能是分子发生急剧性物理化学变化所致。
在陨石雨撞破行星前,地球四周的环境相当安稳,温度高,气压大,相当复杂的有机化合物物不可能形成。可却招来了“火球”。一阵阵剧烈的陨石雨搅混了气流,瓦解了相当一部分原始大气层。地球表面气压下降,温度也随之下跌。由于“温室效应”失去实效,地球表层上所有化学聚合物显得极不稳定,开始重新排列,而且还要经常受到温度、压力急剧变化的破坏。此外,过去受大气压高压抑制的一氧化碳和汞拥入侵蚀,成批在地球内部分化瓦解,使不断形成的化学分子发生急剧变化,不禁使人想到,这些现象的出现与物理学家提出的X排列有机分子出现时的环境情况正相吻合。
演变过程更加活跃,而且是在低温和低压情况下不停息地进行。地球表面诸多变化的最终结果是有机分子的组合。火山喷发出炽热的物质很快又生成一氧化碳,抑制住形成生命产生的诸如碳、氢、氮和其他分子这些主要成分。
就是说在39亿 ~ 38亿年前形成了这样一种环境,在地球表面形成了破坏地质平衡的有机媒介物。下一阶段是,长于繁衍的精核值链与X排列分子纯介质结合大约在35亿年前完成了善于吸收氧质光合作用的生物细胞的演变过程。当时的地理条件还并不如意,大气层中充满碳酸气,温度到70 ~ 80度,甚至于高达90度,最可怕的还是在星球周围没有臭氧保护层,随时受到太阳紫外线照射的死亡威胁。它还是个无生命的球体,单细胞组织只能在能抵御紫外线辐射、几十米以下的深水保护层里生存。因此,在星球上晒热的浅海之中应该成为生命之花闪烁的发祥地。有机体成活于光合作用之下,活动于达到能构成臭氧层一定数量的氧气之中,这一地球上生命产生的演变过程要长达三十亿年。所有这些变化只能发生在四亿年以前。
[苏联《环球》杂志,1987年第2期]