生命起源:2.混沌开，地球现

早在距今46亿年前，地球上的景象就如炼狱一般:地心深处飞溅着炽烈的岩浆，同时转动的地表也在不断地经受着数百万颗陨石的冲击。整个地球就像一个炽热的火球，温度高达5000℃。地球就这样燃烧了整整100万年后才逐渐冷却下来。质量较大的铁、镍等金属物质在地心处慢慢沉积下来，形成了地核，质量较轻的矿物质则不断上升经过100万年的抬升形成地壳，我们现在称之为“地球”的星球这时才真正成型，而这一过程历时四千多万年。

将地球劈开两半，就会发现其内部是一个由铁和镍组成的地球内核，而这个具有放射性的固态金属球又被一层液态外核包裹着。地核的外围是地幔，地幔之上才是地壳。我们虽然生活在地壳之上，但就在我们脚下，在遥远的地心深处却始终燃烧着熊熊烈焰。

冥古宙伊始，刚刚成型的地球就与一个火星大小的、高速运动着的星体发生了碰撞，碰撞的冲击力将地球的表层掀掉了一大块。这块被剥离的、巨大的熔岩状星体外壳溅落在太空中，一直绕着地球的轨道飞行，直到10亿年之后才被地球引力揉成了一个小星球，这就是月球的形成过程。

随着地表的不断冷却，地球上某些地方的岩浆开始固化。密度大的物质形成海底地壳——洋底壳；密度低的较轻外壳则形成陆地——陆壳。严格的说，地壳的形成仍然是个未解之谜。经年累月的火山喷发和风侵雨蚀早已令破解谜团的证据不复存在了。不过，科学家们已经发现了一种非常古老的矿物质结晶体——锆石。据考证，这种坚硬的石头至少早在距今44亿年以前就已经出现在地球上了。

从地幔的裂缝中喷出的二氧化碳、氮气、氢气和水蒸气形成了最早的地球大气层。这个从行星内部向大气释放出气态物质的过程被称作“除气作用”，如今我们看到的火山喷发就是这一过程的再现。当陨石掉落在地球表面的同时，也带来了凝固成冰的水，水蒸气与冰结合则形成了最初的海洋。

此时地球表面开始运动，并且这种运动延续至今。地球形成初期，地核处喷涌而出的一股股热浪和大小陨石的连番撞击，使得整个地壳裂成几大块，这些不断移动的地壳被称作“构造板块”。最初，这些板块在半熔融状的地幔上漂移，就像现在海上漂浮着的巨大的冰山。如今，地球被分成八大主要构造板块，但板块间的活动从未停止过。八大板块或彼此分离，或相互碰撞，或是密度大而重的板块插入清小的板块之下。如今这种板块间的活动仍以每年三厘米的速度继续着。假使两个大陆板块相互碰撞，则会相互挤压，两个板块的接触带挤压变形从而形成山脉。这种挤压过程会持续数百万年。20世纪50年代曾有过一个著名的实验。人们将氨气、甲烷、水蒸气和氢气混合在一起，模拟出冥古宙时期的地球大气层环境，然后通过对该混合体放电，创造出一种化学物质结合在一起也形成蛋白质，而蛋白质正是构筑生命体的基础。不过现在证实，早期大气层中其实含有大量的二氧化碳。对这种二氧化碳大气层进行点击，根本无法产生氨基酸。

一些陨石中含有大量的含碳化合物——而这正是形成生命的必要成分。水，则是任何生命形式进化过程中至关重要的元素。或许正是在水的作用下，分子才得以实现复杂的变化。

火山在海底喷发时带出的矿物质会在水中冷却、沉淀，形成管状喷嘴构造。由于富含硫铁矿物质的喷嘴外观呈黑色，因此被人们称作“黑烟囱”。今天，就在这些炽热的海底火山口周围，却生活着一些低等的单细胞微生物，由于它们可以在温度极高的环境中生存，因此人们将这些微生物统称为“嗜热生物”（又名喜温生物）。它们不需要阳光、空气，极热的温度才是它们成长的沃土。从古老海底的裂缝中冒出的沸水，形成海底热泉。这种原始生物正是凭借同样的生存方式，才得以在滚烫的泉水中繁衍生息。这些结构简单的微生物正是地球上最早出现的生命形式。尽管和周围狂暴的自然环境相比，这些覆盖在岩石上的黯淡生物显得那么脆弱，但是，它们恰恰是最早的地球“居民”。这些早期生物出现在前寒武纪时期。前寒武纪始于距今45.6亿年前，并于5.45亿年前结束。如此算来，这些低等生物自然生存了相当长的一段时间，甚至长的简直令人难以置信。尽管前寒武纪跨越了整个地球历史八分之七的时间，但是我们对于这个时期地球上所发生的大部分事情显然一无所知。事实上，当人类诞生的时候，地球已经是一个垂暮的老人了。

如今这个世界上，没有一块保留了地球最初生命形态的化石。因为没有一块石头可以在那个火山接连喷发、陨石持续撞击的新生世界里保存下来。不过，科学家们可能已经从距今38亿年前的岩石中找到了第一批线索。科学家们在格陵兰岛上找到了这些石头，并在岩块中发现了某种碳元素的痕迹。由于此类碳元素通常出现在活的生物体中，因此科学家们判断，这很可能是某种生命的遗迹，这些碳元素极有可能是早期的微生物留下的。如果真的能在年代如此久远的岩块中发现生命的迹象，那么也就意味着，生命的确在非常早的时间里就已经出现了；同时也说明，这颗新生星球的环境已经稳定并适合生物生长了。迄今为止，科学家们发现的最早的生物化石，其年代可以追溯到距今35亿年前。乍看起来，这些化石好像是一条条极小的小蛇，但在显微镜下观察，其实这些生物是一个紧挨着一个、看上去好像是穿成一串儿的珠子。科学家们认为，这可能是蓝细菌的化石。蓝细菌又称蓝藻，是一种原始的单细胞藻类。如今在流速缓慢的水域或死水潭中依然可惜发现这种黏乎乎的物质。当你用手触碰到那些漂浮在死水塘中的绿色浮沫时，你摸到的正是地球上已经生存了近三十五亿年的古老生物。虽然经历如此漫长的岁月，它们却始终不曾改变过。

科学家们推测，当时古老的蓝细菌很可能在阳光普照的海面上大量繁殖，它们以阳光作为能量来源，制造出生长所需的食物和蛋白质。随着时间的推移，这些微小的生物形成了一种被称为“叠层石”的蘑菇状菌群。这些蘑菇状菌群生长在海床和礁石上。如今在一些浅海地区，还生长着这种层叠石，它们的存在告诉我们:最原始、最基本的生物世界就在我们身边，我们几乎随时都可以观察、接触并且研究生命的起源。每一块古老的层叠石都由数亿个单细胞生物组成。这些微生物吸收二氧化碳，并使得早期大气层中的氧气含量逐渐增多。几百万年后，大气层中的氧气含量已经增加到足以维持随后出现的所有生命形式。而不断出现的新生物也为更多物种的出现创造了更稳定的条件。

直到距今20亿年前，低等微生物——如远古时期出现的蓝细菌（蓝藻），始终是地球上唯一的生物。每个低等微生物只是一个单细胞，它们通过细胞分裂进行繁殖，即由一个细胞分裂成两个细胞。随着时间的推移，生命开始进化，某些微生物会吞并其他微生物并形成带有细胞核的大细胞。最后，这些融合并且“特殊化”了的细胞，会在一个由众多细胞组成的生物躯体内形成组织和器官。这使得日趋复杂的生命形态不断地繁荣、进化。最终引发了一场戏剧性的进化飞跃，前寒武纪时代自此结束，动物时代开始上演。今天，科学家们在一些已经成为化石的洞穴中发现了最早的动物活动的痕迹。这些洞穴是某种蠕虫状生物在距今大约12亿年以前建造的。