“北海道石”为生命起源提供新线索

研究人员在北海道山区发现了一种新矿物“北海道石”。它存在于天然蛋白石之中,受到紫外线照射时会发出黄绿色或黄色荧光。其形成过程很可能为人们探究生命起源和地球历史提供线索。

北海道鹿追町一座火山中部,有一处棕色和黄色石头呈条纹状分布的地方。乍看起来似乎是普通景观,但当受到紫外线照射时,这里就会出现一幅梦幻般的风景,蓝色、橙色、黄绿色和黄色等各种发光条纹连成一片。研究人员在发出黄绿色光芒的地方发现了“北海道石”。

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2022年1月,大阪大学综合学术博物馆研究员石桥隆请相模中央化学研究所主任研究员田中陵二对一种在北海道爱别町采集到的矿物进行分析。石桥起初认为,这很可能是一种此前没有在日本发现过、被称为“喀尔巴阡石”的有机矿物。不过,田中进行详细分析后发现,除了喀尔巴阡石之外,还含有一种新矿物。

石桥和九州大学研究生井上裕贵共同进行调查,在鹿追町山林中也发现了这种矿物。他们根据发现地点将之命名为“北海道石”,并向国际矿物学协会报告。2023年1月,“北海道石”作为新矿物获得承认。

“北海道石”起源于地下深处的植物化石。火山下方有由昔日流人海底的沙子和岩石组成的沉积层,其中含有植物化石。当高温高压热水从地下岩浆中渗出,通过沉积层裂缝上升时,热量作用于植物化石,产生多种有机物。

这些有机物溶解在热水中并被输送到地球表面,随着热水温度逐渐降低,容易结晶的物质按顺序凝结形成矿物。这种现象被称为“分级结晶”。当热水到达地表时,“苯并苝”这种有机分子结晶形成“北海道石”。这些矿物质被包裹在由热水中的硅酸形成的蛋白石中,形成了会发出多彩光芒的蛋白石层。

金属中的分级结晶早己为人所知,这也是金属矿床的成因。“这一发现提供了证据,表明在有机物中也会发生分级结晶。”秋田大学副教授、矿物学家越后拓也指出上述发现的重大意义,“微量有机物的分离和浓缩过程可能与生命起源有关。”

田中指出:“矿物记录了地下温度的历史。”例如,在2.01亿年前的三叠纪晚期地层的许多地方发现了苯并花。“北海道石”等有机矿物被发现的数量较少,迄今为止没有受到太大关注。今后研究人员还会在各地展开进一步探索。有机矿物形成机制的阐明可能给地球历史的研究带来新进展。

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