科学进展的新研究揭示了前寒武纪时期的微生物可能在早期地球的两个最大谜团中扮演的重要角色。
英属哥伦比亚大学(哥伦比亚大学)的研究人员,从阿尔伯塔大学的合作者,图宾根,巴塞罗那自治大学和佐治亚理工学院,发现现代细菌培养的祖先从刚果民主共和国的富含铁的湖可能是关键气候温暖,保持地球的昏暗的早期,形成世界上最大的铁矿石存款几十亿年前。
这种细菌有特殊的化学和物理特性，在完全没有氧气的情况下，它们可以把阳光中的能量转化为生锈的铁质矿物和细胞生物量。生物量最终导致其他微生物产生强有力的温室气体甲烷。
“使用现代geomicrobiological技术,我们发现,某些细菌表面,允许他们驱逐铁矿物质,使他们出口这些矿物质海底矿床,”凯瑟琳·汤普森说,该研究的第一作者,博士生在微生物学和免疫学的部门。
这些细菌从锈迹斑斑的矿物产品中分离出来，然后继续为其他产生甲烷的微生物提供食物。甲烷很可能是保持地球早期大气层温暖的原因，尽管当时的太阳比现在要暗得多。”
这可能是对天文学家卡尔·萨根提出的“暗-年轻-太阳”悖论的一种解释。矛盾之处在于，早期地球上曾有液态水海洋，但根据早期太阳光度和现代大气化学计算出的热量预算表明，地球应该是完全冰冻的。一个冰冻的地球不可能支持很多生命。1987年，密歇根大学的大气科学家詹姆斯·沃克(James Walker)首先提出了一种富含甲烷的大气，这种大气与大规模的铁矿床和生命有关。这项新的研究提供了强有力的物理证据来支持这一理论，并发现微尺度的细菌-矿物相互作用可能是罪魁祸首。
“我们获得的基本知识的研究利用现代geomicrobiological工具和技术正在改变我们的观点的地球早期历史和过程导致了复杂的生命包括人类的星球居住,”论文的资深作者说,肖恩·克罗加拿大研究主席在地球微生物学和哥伦比亚大学副教授。
“这些关于细菌与周围环境相互作用的化学和物理过程的知识，也可以用来开发和设计新的资源回收工艺，新型建筑材料，以及治疗疾病的新方法。”
在未来，这样的地球微生物信息很可能对大规模的地球工程工作是无价的，这些工作可能被用于从大气中去除二氧化碳以进行碳捕获和储存，并通过细菌和矿物的相互作用再次影响气候。
