追寻早期的地球生命

追寻早期的地球生命何谓“古生物钟”在浩瀚的宇宙中间，地球仅是数以亿计的天体之一。从形成以后，地球就按一定的规律演化和不停地运动。在太阳系中，地球的运动包括绕太阳的公转运动和绕其本身自转轴的自转运动。现今，地球绕太阳公转一周的时间约为 365.3 个太阳日，自转一周的时间约为 23 小时 56 分钟。月球是最靠近地球的一个星体，它既围绕地球运转，又参加绕太阳的公转。月球围绕地球运转的周期，因选用基点的不同，现今分别为29.53、27.32、27.21、27.55 個太阳日。由于地球的自转，地球上出现了昼夜的交替，并由此导致了阳光、温度和沉积物化学组分等方面的周期性细微变化。这些细微变化常直接影响某些地球生物的生理功能和细胞的生长速度，从而引起生物生长结构上的相应变化。这些生长结构上的变化通常以层纹形式记录在生物体内或壳体中。人们将这些层纹称为“日层纹”。当地球绕太阳公转时，由于地球接受太阳辐射的不同（取决于地球相对干太阳的几何位置），地球上出现年、季节和潮汐的周期性变化。这些变化又引起日层纹在排列、组分和颜色等方面的相应变化，并形成反映“年”和“季节”的生长节律（或称“旋回”）。这些生长节律如同钟表一样周而复始地出现在古生物结构中。根据对化石中保留的层纹生长节律的性质和等级的分析和讨论，人们很容易地统计出每个年或季节的节律中的日层纹数，并据此揭示不同地质时期地球自转速度的变化。20 世纪60 年代，Runcorn 把古生物反映出时间尺度变化的功能称为“古生物钟”。当前“古生物钟”讨论中最大的障碍在于很难寻觅到记录完整的天文学信息的古生物材料。一些相对完整的天文记录又常受后期岁月的破坏而湮没。这些先天性的不足常是当前讨论中的无奈和尴尬。“古生物钟”讨论至今仍停留在尝试和试验阶段。叠层石“古生物钟”讨论的科学依据由于生理作用，某些动物可以将地球自转和公转运动引起的周期性的环境变化以层纹形式记录在硬质壳体之上。但叠层石是蓝细菌类构成的一种生物沉积构造，在本质上区别于具有硬质壳体的动物。将叠层石作为“古生物钟”讨论的科学依据何在？需要首先阐明。人们通过对现代“活”叠层石的实验并与化石叠层石比较讨论后发现，由于日照的刺激作用和蓝细菌类微生物的趋光作用，叠层石可以与硬质壳体动物一样，将昼、夜为单位的时间段（天）以层纹形式记录在结构中。其日层纹形成机理可以分为以下两类。第一，当白天来临，阳光普照，一些组成叠层石的丝状...