约束地球生命起源的时间区间

对地球生命出现时间的估计利用了两类证据。首先，天体物理和地球物理研究提供了地球与月球形成、早期地球大型撞击事件以及早期岩浆洋冷却的时间尺度。由此证据，我们可推演出宜居性边界，即地球变得宜居的最早时间点。其次，地质样品中的生物标志，包括微化石、叠层石和化学同位素比值，提供了生命实际存在时的证据。从这些观测我们可推演出生物标志边界，即有明确证据表明生命存在的最早时间点。分子系统发育学研究以及大气中氧气水平变化记录提供了有助于确定生物标志边界的额外信息。在此，我们综述来自广泛学科的数据以总结当前关于这两类边界时间的信息。宜居性边界可能早至 4.5 Ga（地球拥有稳定地壳和水圈的最早可能估计），或晚至 3.9 Ga（重型陨石轰击期结束）。关于是否存在足以阻止生命的晚期重型陨石轰击尚未达成共识，这是估计宜居性边界时间的最大不确定性。生物标志边界约束得更紧。碳同位素比值和叠层石化石的证据均指向接近 3.7 Ga 的时间。生命必定出现于这两个边界之间的区间内。因此，生命出现所耗时间可能在 200 Myr 以内，或长达 800 Myr。