近日，我院郭自曉副教授以唯一第一兼通訊作者身份在國(guó)際權威學(xué)術期刊《Nature Communications》發(fā)表題爲“Abiotic synthesis of graphitic carbons in the Eoarchean Saglek-Hebron metasedimentary rocks”的最新研究成(chéng)果，解密地球早期生命信号的非生物成(chéng)因機制。

生命起(qǐ)源一直困擾地球科學(xué)界的重大科學(xué)問題。早期生命證據的尋找是一件非常有挑戰性的難題，主要原因是含有機質的古老沉積岩通常遭受了高級的變質作用。這(zhè)種(zhǒng)變質作用導緻有機質向(xiàng)結晶态石墨轉變，從而模糊了古老微生物遺迹的形貌。因此，始太古代（36-40億年前）生命證據的尋找需要更多的化學(xué)及同位素生命信号。我院郭自曉等研究人員通過(guò)對(duì)始太古代加拿大Saglek-Hebron地區的變質沉積岩（~38億年）開(kāi)展系統的岩相學(xué)、地球化學(xué)及光譜學(xué)等高分辨率分析，發(fā)現：1）在Saglek-Hebron地區條帶狀鐵建造中，原始有機物在變質過(guò)程中保存爲結晶态石墨碳，其熱降解形成(chéng)了C-H-O流體，爲貧結晶石墨碳的沉澱提供了條件；2）在Saglek-Hebron地區大理岩中，不同結晶度的石墨碳形成(chéng)于非生物的去碳酸鹽化作用。這(zhè)項新的發(fā)現記錄了地球早期原始沉積有機物的非生物轉化過(guò)程，完善了地球早期生命信号的非生物成(chéng)因機制，證實了始太古代不同結晶度的石墨碳可能(néng)是地球早期非生物過(guò)程的産物。因此，該研究將(jiāng)有助于深入理解變質作用對(duì)原始有機物保存的影響，以及地球早期碳的地質轉化和生物地球化學(xué)循環，爲理解生命起(qǐ)源提供了一個全新視角。

圖1. 變質沉積岩中的3種(zhǒng)石墨碳特征

這(zhè)項研究的第一單位爲河北師範大學(xué)；合作單位包括：倫敦大學(xué)學(xué)院（University College London）、中國(guó)地質大學(xué)（武漢）、渥太華大學(xué)（University of Ottawa）、卡爾頓大學(xué)（Carleton University）等國(guó)内外知名高校。該研究得到了國(guó)家留學(xué)基金委，國(guó)家自然科學(xué)基金和加拿大自然科學(xué)與工程研究委員會的聯合資助。

論文信息：Zixiao Guo*, Dominic Papineau, Jonathan O’Neil, Hanika Rizo, Zhong-Qiang Chen, Xincheng Qiu, and Zhenbing She. (2024) Abiotic synthesis of graphitic carbons in the Eoarchean Saglek-Hebron metasedimentary rocks. Nature Communications, 15:5679, https://doi.org/10.1038/s41467-024-50134-1