纳米离子探针分析在地球早期生命研究中的应用-高电压技术.PDFVIP

第２８卷　第５期 地球科学进展 Ｖｏｌ．２８　Ｎｏ．５ ２０１３年５月 ＡＤＶＡＮＣＥＳＩＮＥＡＲＴＨＳＣＩＥＮＣＥ Ｍａｙ，２０１３ 陈雅丽，储雪蕾，张兴亮，等．纳米离子探针分析在地球早期生命研究中的应用［Ｊ］．地球科学进展，２０１３，２８（５）：５８８５９６．［ＣｈｅｎＹａｌｉ，ＣｈｕＸｕｅ ｌｅｉ，ＺｈａｎｇＸｉｎｇｌｉａｎｇ，ｅｔａｌ．ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｎａｎｏｉｏｎｍｉｃｒｏｐｒｏｂｅｉｎｓｉｔｕａｎａｌｙｓｉｓｉｎｔｈｅｅｖｏｌｕｔｉｏｎｏｆＥａｒｔｈ’ｓｅａｒｌｙｌｉｆｅ［Ｊ］．ＡｄｖａｎｃｅｓｉｎＥａｒｔｈＳｃｉｅｎｃｅ， ２０１３，２８（５）：５８８５９６．］ 纳米离子探针分析在地球早期生命研究中的应用 １，２ １ ３ １，３ 陈雅丽 ，储雪蕾 ，张兴亮 ，翟明国 （１．中国科学院地质与地球物理研究所，岩石圈演化国家重点实验室，北京　１０００２９； ２．中国科学院大学，北京　１０００４９；３．西北大学，大陆动力学国家重点实验室，陕西　西安　７１００６９） 摘　要：地球早期生命的个体极其微小，又因遭受了漫长地质年代中各种地质作用的破坏，现今保 存下来的生命记录往往不完整，很难用常规分析手段对其进行原位分析。而纳米离子探针（Ｎａｎｏ ＋ ＳＩＭＳ）具有极高的空间分辨率，在使用Ｃｓ一次离子源来获得非金属元素或同位素信息的条件下， 其空间分辨率可达到５０ｎｍ，能有效地解决在地球早期生命研究中所面临的难题。基于选取的５ 个实例，介绍了ＮａｎｏＳＩＭＳ在寻找地球早期生命中发挥的重要作用。通过ＮａｎｏＳＩＭＳ获得的生命元 素（Ｃ，Ｎ，Ｓ等）分布图像能够直观地观察到生命元素在待研究区域内的分布情况，在排除了无机成 因的前提下，Ｃ，Ｎ，Ｓ等生命元素所呈现出的紧密联系可以用来指示生物成因；而获得的微区原位 的Ｃ，Ｓ等同位素信息能够进一步帮助判断所谓的“生物体”或“生物遗迹构造”等是否是真正的生 物或由生物活动造成的。 关　键　词：地球早期生命；ＮａｎｏＳＩＭＳ；碳同位素；硫同位素 中图分类号：Ｐ５７５　　　文献标志码：Ａ　　　文章编号：１００１８１６６（２０１３）０５０５８８０９ 地质年代中各种地质作用的破坏，故保存下来的生 １　引　言 命记录往往不完整，很难用常规分析手段鉴别。一 生命的起源是最基本的科学问题之一。地球上 般来讲，“生命”所具有的形态或化学特征是判断生 何时才有生命，如何识别早期生命对研究地球生命 命与否，或生物成因的有力证据。但是，许多无机过 的起源和寻找地外生命都具有重要意义，是地球与 程也能产生相似的形态特征，仅凭形态不足为证。 行星学和生物学界共同关心的科学问题。 此外，常规的同位素测定所需样品量大、不能原位分 地球诞生的初期（大约３．８Ｇａ之前）曾遭受频 析、空间分辨率差，难以胜任。 繁的陨石撞击，地球表面不可能为生命提供一个良 近些年发展起来的纳米离子探针（ＮａｎｏＳＩＭＳ） 好的生存环境。目前发现的大量生命证据都出现在 微区原位分析技术成为了研究早期生命的一个新的 小于３．０Ｇａ的岩石中，所以研究人员把目光投向了 重要手段。 可能记录着生命从无到有的３．８～３．０Ｇａ前。然 ２　ＮａｎｏＳＩＭＳ分析技术 而，合适的太古代岩石（含有化石或生物标记物）很 少，加上早期生命不仅极其微小，而且又经历了漫长 ＮａｎｏＳＩＭＳ是在离子探针（ＩｏｎＭｉｃｒｏｐｒｏｂｅ）的基  　收稿日期：２０１２１２