很久以前，曾經跟大家說過，人類是很喜歡詢問「起源」的物種，尤其是與自身有關的起源：地球上的生命是怎樣來的？（不知道是否所有有智慧生物都對這個問題有興趣，或者這只是人類的個別偏好？）這個問題當然也吸引了大量科學家去探討，近年對這個問題的理解更有不少的進展。今天就跟大家分享一個流行的猜想：地球形成以後不久（大約6千萬年），地球受到巨大隕石的衝擊，因此而改變的環境加速了生命的發展，致令地球生命出現的時間，比原先預期的更早。
重金屬太多 迫出新理論
跟許多科學故事一樣，這個看來「驚天動地」的猜想，科學家們其實是被迫提出來，用以解釋看似互不相容的狀況。這個困局源於地殼中出奇地多的重金屬（例如白金、鐵、金）。
地球在初形成的時候，應該熾熱無比，其後才慢慢冷卻至現今的狀況。當地球處於高溫狀態的時候，自然是岩漿處處。不過，既然是這樣，鐵、金等較重的金屬應該沉到地球深處，不容易在地殼表面（也就是我們能夠接觸到的部分）被找到。
然而，假如這是現實的話，售賣金飾的大小店舖，早就因為缺貨而門可羅雀了。
這個古怪的狀況如何解釋？一直以來，科學家們猜測可能在地球冷卻、地殼形成之後，經歷了另一輪隕石、小行星的衝擊。這些天外來「石」掉落到地面，把重金屬帶到地殼裡。這樣的「後期重轟炸（Late Heavy Bombardment）」會是什麼時候發生呢？
地球與月亮唇齒相依，地球倘若受到隕石的重擊，月亮自然不會毫髮無損：太空人從月球帶回來的石塊樣本，經化驗後指出，這樣的「轟炸」可能發生在41億年至38億年前（地球形成後大約5億年至8億年）。
這個理論看來不錯，不過卻跟其他數據不太吻合。現在我們找到的化石，指出生命可能早在「後期重轟炸」之後數億年就出現了。
數億年對我們來說好像無比漫長，然而要從隕石滿天飛、簡單的有機化合物也還未出現的環境，發展至有生命的細胞，數億年看來還有點兒緊湊呢。
鋯石記錄歷史 水分早已出現
岩石中的礦物，也暗示了我們對早期地球狀況的理解需要修訂。鋯石（zircon）是一種很穩定的礦物：就算附近的岩石熔化了，它們也可以保持完整。因此，分析鋯石的成分及其形成過程，可以告訴我們早期地球的環境。鋯石的研究顯示，早在43億年前，地球上已有液體狀態的水，因此當時的地球可能比我們以前想像的更適合生命。亦有研究指出，41億年前的一些鋯石，當中的石墨成分偏向含有較輕的碳同位素；這種狀況一般被認為是與生命有關。看來41億年以前，地球可能已經有生物了。
正因如此，科學家們在猜想，其實早在大約45億年前，地球受到一枚或多枚月球大小的隕石撞擊。這些隕石不僅把重金屬帶到地殼中，更可能令水分解為氫氣及氧氣。這些氧氣會和金屬結合為氧化物，留下氫氣在當時地球的大氣層中。
這些氫氣較為活躍，加速了物質的化學反應，更快地組成與生命有關的各種分子。
小結
「生命是如何在地球出現的」，當然是一個棘手的問題，不過我們對這個問題的理解，一直在與日俱增。雖然我們無法目睹生命起源的過程，找出一個可行的方法還是令人十分振奮。■張文彥博士 香港大學理學院講師
短暫任職見習土木工程師後，決定追隨對科學的興趣，在加拿大多倫多大學取得理學士及哲學博士學位，修讀理論粒子物理。現任香港大學理學院講師，教授基礎科學及通識課程，不時參與科學普及與知識交流活動。
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