德國科學家在一塊遠古的鋯石中藏有微小的鉆石
“鉆石恒久遠”這句話的確沒錯。23日出版的英國《自然》雜志載文說,科學家們發現了形成于約40億年前的鉆石。這些鉆石幾乎與地球同歲,它們將幫助科學家揭開地球形成的神秘面紗。
地球可能很早就已冷卻
這些40億年前的鉆石被包裹在鋯石晶體中。自這些鋯石晶體20年前從澳大利亞西澳大利亞州杰克山脈地區出土后,科學家們就致力于從中探尋地球起源的奧秘。
科學家普遍認為,地球形成于45億年前。那之后的5億年被稱為冥古代,來表示地球形成時期。人們通常認為,在冥古代,地球表面被熔巖覆蓋。也有人認為,那時的地球已經足夠冷卻,已形成了巖石和海洋。但由于數據不足,巖石形成的細節始終不為人知。
新發現的鉆石歷史從30.6億年到42.5億年不等,是目前已知最古老的鉆石。它們證實,冥古代時期的地球可能比人們想象的“冷”。
鉆石需要在地殼下約100公里深處,在極端高壓和1200攝氏度以上高溫條件下才能形成。最新發現的鉆石表明,早在42.5億年前,地球就已經足夠冷卻能形成地殼,從而孕育鉆石的誕生。照此推理,地球或許比想象中冷卻得快得多。
鉆石形成約經10億年
德國明斯特大學礦物學研究所馬丁娜·梅耐肯帶領的研究小組對鋯石晶體進行分析后發現,這些晶體的歷史長達40億年,比先前發現的最古老鉆石還早10億年。
研究人員從45塊鋯石中發現這些鉆石,并且認為,這些鉆石經過大約10億年時間才形成。科學家們分析,存在兩種可能導致如此大的時間跨度。第一種可能是,適合鉆石形成的條件在地球形成早期反復出現過幾次,或者這些鉆石在地球熔巖中攪動了幾千年才“分批”進入地殼。
國立澳大利亞大學地理學家伊恩·威廉斯提出的另一種可能是,含有豐富碳元素的液體滲入鋯石縫隙,等到鋯石進入地球內部時,碳受高壓便成為鉆石,儲存在鋯石中,最后隨鋯石到達地殼。
科學家還需進一步測試
這些40億歲的鉆石或許表明,地球表面只需2億年即可足夠冷卻,使海洋形成。梅耐肯說:“根據我們的研究,早期地球可能是一個安靜、涼爽且適宜居住的地方。”
不過,科學家們還需進行更多測試,才能進一步確定地球早期究竟是冷是熱。梅耐肯說,對鉆石中碳同位素和氮含量進行研究,人們能確定這些鉆石經歷過多長時間的極端高壓和高溫。
這些鉆石的發現無疑讓地理學家們欣喜若狂。澳大利亞柯廷科技大學地球化學專家亞歷山大·內姆欽博士是梅耐肯的研究合作伙伴,他說:“關于地球形成的秘密,只有杰克山脈可以給我們如此獨特的信息。我們正在研究世界上最古老的材料。”
地理學家馬丁·范克拉內恩頓克說,發現這些鋯石的歷史對研究人員來說是莫大的恩惠。他表示:“任何關于早期地球的信息都是美妙的,對地理學家來說,都像圣誕節禮物一樣。” (夏璐怡)
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