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★地球之谜（第2页）

他们开始设法估计，地球自初有生命以来，迄今经历了多久的时间。一八六七年，一位地质学之父查理·莱伊尔爵士推测，二亿四千万年时间可能足以说明地球上各种动植物在过去所发生的重大递变。但是与莱伊尔同时代的一位学者估计，仅需六千万年。

博物学家达尔文支持莱伊尔的估计，辩称六千万年不足以说明整个生命史与现代有机体的演化。

大约同时，英国物理学家基尔文勋爵认为地球的岁数应更低。他假设地球最初是一个灼热的熔融体，计算地球冷却到目前仅剩下一个熔融核心所需的时间。

结果定出地球的年龄只是二千万年。与基尔文同时代的地质学家和古生物学家，多半认为这样低的岁数似乎不大可能。

后来发现，基尔文没考虑到当时未能充分了解的另外一个热源，那就是使地球内部岩石暖热的热力。这种热是由藏在地面下的放射性元素产生的。

况且，地球几乎绝非起源于一个熔融体。近代学说认为，原地球是从一团由冷尘和气形成的云逐渐积聚而成的，受到藏在内部的放射性元素发热的影响才暖热起来。

基尔文如果晓得这些因素，就会知道地球年龄一定超过二千万年。

今天的科学家都知道，地球年龄甚至比莱伊尔和达尔文所患象的更老得多。现代对地球年龄的估计，是根据存在于地球放射岩石里的一种“地质钟”。

一九○五年，美国化学家博尔特伍德指出，在含铀的岩石中，一定有铅元素。博尔特伍德注意到，在地球的任何一个地区内，放射性岩石中所含铅与铀的比例，通常都极为一致。

博尔特伍德就假定（经证明是正确的），各种形态的铅是放射衰变过程的最后产物，铀同位素逐渐变成铅同位素。博尔特伍德推论，如果铅是这种缓慢衰变过程的最后产物，那么就年份相同的放射性矿物来说，铅与铀的比例是应该相同的。

他认为，只要能晓得铀衰变的速率，就可从岩石中铅同位素与尚未改变的铀同位素的相对比例，精确算出岩石的年代。随后的研究显示，铀的放射衰变率极为缓慢。

岩石是最初的铀原子，已知需要经过四十五亿年以上，才有一半发生衰变。这个数字称为轴的“半衰期”。

到现在为止，藉铀一铅比例和其他较新的放射推算法，确定了不少远古岩石的年代。最老的岩石是产自南极洲、南非、澳大利亚、前苏联和北美的“加拿大地盾”。

放射化学分析显示，最古老的岩石是在三十多亿年前形成的。在这样古老的岩层下面的岩床，凝固时间则必在地球历史中更早的时代。

地质学家至今还未能确定这些岩床的年代。岩床或许出自地球的原始地壳。但直到目前为止，还没有岩石经鉴定为原始地壳的一部分。

地球的原始地壳究竟有多古老呢？许多科学家相信，陨星是一颗行星或者许多小行星的残骸，原来是与地球和太阳系的其他行星同时形成的，不过后来碎裂了。

果真如此，那么我们藉铀一铅比例测定从天空降下的陨星碎块的年龄得知，地球的年龄接近四十六亿年。

◎地球孕育生命之谜

大自然经过亿万年演化，才从最初在地球极年轻时形成的简单化合物，进而构成复杂的生物，整个过程发生过一连串变化，才有各种生物出现，而且个别生物的结构才变得极为复杂，这一切都是怎样开始的呢？

谈到我们这个行星上生命起源的问题，第一个疑问就是：所有活的有机体所必需的两种化合物，即蛋白质和核酸，怎能在地球的表面上自然产生出来呢？今天，一位优秀的有机化学家，如果要合成一个活细胞里维持生命必需的各种物质，是没有什么困难就办得到的。

然而，这些东西又怎能自行产生呢？

数年前，杰出的美国科学哈洛德·尤列提出了一项卓越的构想，作为这个问题的解答。尤列的构想是依据近代解释太阳系起源的星云说。这个学说认为，各原行星最初都拥有延伸大气，由氢和甲烷、氨、水汽等氢化合物组成。

这些化合物里的化学元素如氢、碳、氮、氧等，正好就是构成氨基酸的元素，而氨基酸又是蛋白质巨大分子的基本“构造单元”。尤列由此推论说，这些简单化合物的分子，在受到太阳的紫外线辐射，以及接受大气中雷暴的放电时，就能结合起来，形成较复杂的氨基酸分子。

为了证实这个构想，尤列叫他的学生史坦利·米勒做了一个实验：把氢、甲烷、氨和水汽混合一起放入试管，连续接受放电几天，然后拿试管内的物质去分析。结果发现了几种蛋白质内常有的氢基酸，因而证实了尤列的假设。

在地球形成初期，大气仍充满氢和氢化合物的时候，就可能不断产生氨基酸。这些化合物慢慢淀积在地球表面，在海水边缘区形成浓溶液。生命所必需的一种化学成分就是这样产生出来的。

生命所必需的另一种成分是核酸，我们对其起源所知极少。

核酸的分子链中含有磷原子，这是大气中可能没有的。此外，核酸的合成需要高温，而不需要紫外线辐射或放电。

一项大胆假设认为，核酸是产自受过雨水冲洗的火山的活动，可是这项假设还没有确切的实验证明。

第二个疑问是：海水里的这些蛋白质和核酸溶液，怎会演化成有繁殖力的原始生物呢？地球上生物演化初期，达尔文的“生存竞争”原理无疑是起着作用的。

事实上，达尔文的演化原理可以向后推过有生命与无生命的模糊界限，应用到简单的无机反应。如果把铁粉和银粉混合物暴露于氧中。因为铁的氧化过程比银的迅速，所以产生的氧化铁会比氧化银多。

同样，溶于原始海洋里的蛋白质分子，也必发生过演化的化学过程，但这个过程也许较为复杂。那些在本质上反应较迅速的分子，显然较反应慢的分子占上风。

有机物初期生长的情形，仍是一个谜团，因为早期的生化反应，不能在当时的岩石里留下化石遗迹。至于有机分子什么时候和怎样能够繁殖其他有同样化学性质的分子，现在也无法稽考。

我们只能推测，这种进展必定在已知最古老化石形成前的地质年代发生。地球上已知最古老的化石，是一件在南非一些黑硅石薄片中发现的原始细菌化石，约有三十五亿年历史。

在已发现最古老化石以前生存的有机体，我们也没有多大机会发现大量的证据，因为较早期的生物，必定是非常微小的软体有机体，与有机分子没有多少差别。事实上，假如有某种法术，可以让我们回到约三十亿年前的话，原始的水池里和陆块的岩质斜坡上，都会发现好像是没有生命似的。

只有在缜密观察之下，才能发现在这个行星表面已有生命存在，而且许许多多不同的微生物甚至已在全力竞争求存。我们的行星在演化的早期阶段，地表仍然暖和，而且目前海洋盆地里的水，大部分还存于大气中，构成一厚层浓云。

阳光不能直接穿透这层浓密的大气到达地球表面。

在这种阴湿黑暗环境中仍能生长的生物，必然仅限于完全不须阳光就能生存的微生物。