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古老岩石帶出生命起源的新理論

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    地球的年齡是四十六億歲,
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    但人類的生命通常不到一百年。
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    所以,為什麼要在乎地球的歷史,
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    畢竟遙遠的過去對日常生活
    似乎也無足輕重?
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    要知道,根據可得資訊,
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    在我們的太陽系中,只有地球
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    擁有璀璨的生命,
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    也只有這個星球能提供
    支持人類生命的系統。
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    所以,為什麼是地球?
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    我們知道地球獨一無二的
    特徵包括它的板塊構造、
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    表面的液態水,
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    以及富含氧氣的大氣。
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    但並非一直都是如此的,
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    我們知道這一點,
    是因為古老的岩石記錄了
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    地球演化過程中的每個關鍵片刻。
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    觀察這些古老岩石
    最好的地方之一,
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    就是澳洲西部的皮爾布拉。
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    這裡的岩石有三十五億年的歷史,
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    它們內含有地球上
    最早的生命的證據。
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    通常,當我們談到古老生命時,
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    我們會想像到劍龍,
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    或是某種魚類爬到陸地上。
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    但我所談的古老生命
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    是簡單的微生命,比如細菌。
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    它們的化石通常會以層疊
    岩石結構的形式保存下來,
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    稱為疊層石。
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    在地球有生命出現起的
    最初三十億年,
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    我們在化石記錄中,看到的
    大部分是簡單形式的生命。
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    化石紀錄只能追溯我們人類物種
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    到幾十萬年前。
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    我們從化石記錄可以知道,
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    細菌生命在大約
    三十五到四十億年前
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    就立下穩固的基礎。
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    比這更古老的岩石
    若不是被摧毀了,
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    就是因為板塊構造而嚴重變形。
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    所以,拼圖仍然少了一片,
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    那片就是:地球是
    何時、如何開始的?
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    回到皮爾布拉的古老火山地景。
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    我當時並不知道我們的研究
    會提供另一條線索
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    來破解生命源頭之謎。
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    那是我第一次實地勘察,
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    在整整一週漫長的
    製圖專案接近尾聲時,
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    我發現了一樣蠻特別的東西。
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    外表看起來像非常
    古老的一堆岩石,
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    其實是疊層石。
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    在這一堆奇怪的小岩石的中心,
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    大小接近孩子的手。
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    我們花了六個月的時間,
    在顯微鏡底下觀察這塊岩石,
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    當時,我的導師之一,
    麥爾肯華特,
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    覺得這塊岩石很像鈣礬石。
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    鈣礬石這種岩石
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    只會在溫泉池的邊源出現。
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    為了讓各位了解鈣礬石的重要性,
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    我得帶各位回到幾世紀前。
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    1871 年,達爾文寫給
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    他的朋友約瑟夫胡克的信上指出:
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    「有沒有可能生命始於
    某個溫暖的小池子,
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    裡面有各種化學物質,
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    隨時蓄勢待發準備好要做出
    更複雜的改變?」
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    我們熟識這些溫暖的小池子,
    稱之為「溫泉」。
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    這些環境中有熱水
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    從底下的岩石溶解出礦物質。
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    這種溶液和有機化合物混合,
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    產生出了某種化學工廠,
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    研究者已經證明,
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    這個工廠會製造簡單的細胞結構,
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    是生命的最初起源。
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    但在達爾文的那封信之後一百年,
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    在海洋中發現了深海溫泉。
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    它們也是化學工廠。
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    這個工廠的位置沿著湯加火山弧,
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    在太平洋海平面下一千一百公尺。
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    各位可以看到,從這些
    像煙囪的結構噴出來的黑煙
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    也是富含礦物質的液體,
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    細菌會從這裡取食。
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    自從發現了這些深海溫泉之後,
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    比較熱門的生命起源
    說法就是海洋。
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    背後有很好的理由:
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    從古老的岩石記錄中就能
    清楚知道深海溫泉的存在,
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    一般認為,早期的地球
    有一個全球性的海洋,
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    陸地表面很少。
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    所以,很有可能,古老的地球上
    有很多深海溫泉,
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    這點非常符合生命
    起源於海洋的說法。
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    然而……
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    我們在皮爾布拉的研究提供
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    且支持了另一種替代的觀點。
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    三年後,
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    我們終於得以證明,事實上,
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    我們的岩石是鈣礬石。
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    所以,這個結論不只
    意味著三十五億年前
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    溫泉存在於皮爾布拉的火山中,
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    也意味著,地質記錄中證明
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    生命存在於陸地溫泉的證據
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    被推回了三十億年。
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    所以,從地質的觀點來看,
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    達爾文的溫暖小池子
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    的確是合理的生命起源選項之一。
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    當然「地球的生命起源」
    仍然有爭論空間,
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    可能永遠都會有。
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    但,很顯然,生命興起了,
    生命變多樣了,
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    且生命也變得前所未有的複雜。
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    最終,到了人類的時代,
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    當我們開始質疑自身的存在
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    以及其他地方是否有生命存在時,
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    不禁會問:是否有個宇宙群落
    等著和我們連結,
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    或者宇宙中只有我們?
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    同樣的,這個謎題的一條線索
    也來自古老岩石記錄。
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    大約二十五億年前,
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    有證據顯示細菌開始產生氧氣,
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    有點像現今的植物。
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    地質學家把接在後面的時期稱為
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    大氧化事件。
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    源自所謂的帶狀鐵礦層,
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    許多帶狀鐵礦層看起來是
    數百公尺厚的岩石組,
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    一路從澳洲西部的卡瑞吉尼國家公園
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    縱切過來的峽谷中就可以看到。
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    單體氧(游離氧)的出現,
    在地球上帶來兩個重大改變。
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    第一,它讓複雜的生命能夠演化。
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    生命需要氧才能變大、變複雜。
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    它能製造臭氧層,保護現代生命
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    不被太陽的中波紫外線輻射傷害。
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    經過出乎意料的曲折發展,
    微生物為複雜的生命開了一條路,
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    本質上,也交出了在地球上
    三十億年的統治權。
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    現今,我們人類把這些
    變成化石的複雜生命
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    挖出來將之燃燒成為燃料。
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    這個做法將大量的
    二氧化碳送入大氣中,
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    就和我們的微生物前輩一樣,
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    人類也開始在地球上
    造成了實質的變化。
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    那些改變的效應包含全球暖化。
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    不幸的是,這次
    出乎意料的曲折發展
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    有可能會導致人類的滅亡。
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    所以,也許我們沒有
    在其他地方找到生命的原因,
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    沒找到智慧生命的原因,
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    是因為一旦智慧生命演化之後
    很快就會讓自己滅絕。
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    如果岩石會說話,
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    我猜它們可能會說:
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    地球上的生命是很珍貴的。
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    生命的誕生,
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    是生命和地球經歷了四十億年
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    細膩而複雜的演化共同形成的。
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    人類存在的時間只是這段
    共同演化的最後一小截而已。
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    這些資訊可以拿來
    當作指引或者預測——
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    或者用來解釋為什麼地球上的生命,
    在銀河系裡看起來是如此的孤單。
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    但,透過這些資訊想想,
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    在這個稱為「家」的地球上,
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    我們人類要留給後代的是甚麼。
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    謝謝。
  • 9:13 - 9:17
    (掌聲)
Title:
古老岩石帶出生命起源的新理論
Speaker:
塔拉裘奇克
Description:

地球上的生命起源於何時、何處?科學家一直認為生命是三十億年前在海洋中出現的。來了解天體生物學家塔拉裘奇克和她的團隊在澳洲西部沙漠中無意的發現,他們在火山溫泉池附近發現的古老岩石,將會如何轉變我們對於生命起源之謎的認識。

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Video Language:
English
Team:
TED
Project:
TEDTalks
Duration:
09:30

Chinese, Traditional subtitles

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