微小卵形石揭示古老海洋碳儲量秘密，顛覆地球生命演化認知。

引言：微小石礫，重寫地球演化史詩
地球的深邃歷史，如同浩瀚星空般充滿未知，科學家們常需在稀缺的直接證據中，透過間接線索或複雜模型拼湊過去。然而，瑞士聯邦理工學院（ETH Zurich）Jordon Hemingway教授領導的團隊，近期卻發現了一種獨特的「自然證人」——微小的卵形氧化鐵石，這些看似不起眼的沙粒，正以其內蘊的古老訊息，顛覆我們對地球生命與環境演化關鍵時期的理解，為地球的「碳儲存」故事，揭開嶄新篇章。

想像一下，海床上有一顆顆微小的「雪球」在滾動，它們在波浪的推動下，一層層地吸附著周遭的物質，逐漸長大。這些被稱為「卵形石」（ooids）的氧化鐵石，正是Hemingway團隊所發現的珍貴時間膠囊。它們外觀酷似沙粒，卻以獨特的層狀結構，將數億年前海洋中的有機碳分子封存其中。這些有機碳分子，如同古老的指紋，忠實記錄了當時海洋溶解有機碳（Dissolved Organic Carbon, DOC）的儲量。透過分析這些微小的雜質，研究團隊成功回溯了長達16.5億年的海洋有機碳供應歷史，揭示了地球歷史上一個關鍵時期的海洋化學狀態，其精確度前所未有。

海洋，是地球上最大的碳儲存庫之一，也是生命賴以維繫的基石。碳如何進入海洋？一方面，大氣中的二氧化碳（CO2）溶解於海水中，透過混合與洋流作用被帶入深海，長期儲存。另一方面，光合作用生物，如微小的浮游植物和某些細菌，利用陽光能量和二氧化碳，自行製造有機碳化合物。當這些微生物死亡後，它們會緩慢沉向海底，形成所謂的「海洋雪」（marine snow）。若能順利抵達海底而未被其他生物攝食，這些碳便會被封存在海床中長達數百萬年。此外，生命基石也會被循環利用：微生物分解排泄物和死亡生物，釋放出溶解有機碳，形成一個龐大的「生命基石」儲存庫，其碳含量是實際「構築」於海洋生物體內的碳的200倍之多。

長期以來，科學家們根據海洋沉積岩中的異常現象，推測在10億至5.41億年前的「新元古代」（Neoproterozoic）時期，海洋中的溶解有機碳儲量異常豐富。這一假設，曾是解釋當時地球上冰河時期頻繁發生以及複雜生命形式崛起的重要基礎。因為生命基石的光合作用生產，與大氣演化和更複雜生命形式的發展息息相關。正是光合作用，才讓氧氣開始在大氣中積累，並在兩次「氧氣大災變」（Oxygen Catastrophes）中，將氧氣含量提升至今日的21%。這些事件伴隨著覆蓋全球的極端冰河時期，卻也催生了生命演化的新發明。然而，Hemingway團隊的直接測量結果，卻徹底顛覆了這一根深蒂固的觀點。

「我們的結果與所有先前的假設相悖。」Hemingway教授總結道。根據ETH研究人員的測量，在10億至5.41億年前，海洋中的溶解有機碳含量，非但沒有更多，反而比今天少了90%至99%。直到第二次氧氣大災變之後，這些數值才逐漸回升到目前約6600億噸的水平。這項發現迫使科學界重新思考冰河時期、複雜生命與氧氣增加之間的關係。主要作者Nir Galili解釋，碳儲量的大幅縮減，可能與當時較大型生物的出現有關：單細胞和早期多細胞生物死亡後，下沉速度加快，增加了「海洋雪」的量。然而，由於當時深海氧氣稀少，這些碳粒子無法在深層海洋中被有效回收，而是沉積在海底，導致溶解有機碳儲量急劇下降。直到深海氧氣積累，碳儲量才恢復到現今的規模。

儘管這項研究探討的是遙遠的地球過去，其發現對於未來卻具有深遠的意義。它不僅改變了我們對地球生命，甚至可能包括外星生命演化方式的看法，更重要的是，它幫助我們理解地球如何應對各種擾動。而人類活動，正是當前地球面臨的一大擾動：全球暖化和海洋污染正導致海洋氧氣水平下降。因此，我們不能排除，在遙遠的未來，這些古老的事件可能會以新的形式重演。這項研究提醒我們，地球的系統是動態且相互關聯的，對過去的深刻理解，是我們應對未來挑戰的關鍵。若想進一步了解這項研究，讀者可搜尋「ETH Zurich Tiny stones rewrite Earth’s evolution story」或「Jordon Hemingway ooids Nature」等關鍵字，查閱相關科學報導與論文。

Ref:

ETH Zurich. (2025, September 26). Tiny stones rewrite Earth’s evolution story.
ScienceDaily. Retrieved September 26, 2025 from www.sciencedaily.com/releases/
2025/09/250926035026.htm