與地球同齡 從40億歲鑽石解密地球起源

2007年08月24日08:20  來源:新聞晨報

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科學家最新發現的形成於40億年前的鑽石。
科學家最新發現的形成於40億年前的鑽石。

德國科學家在一塊遠古的鋯石中藏有微小的鑽石

  “鑽石恆久遠”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於約40億年前的鑽石。這些鑽石幾乎與地球同歲,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40億年前的鑽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,科學家們就致力於從中探尋地球起源的奧秘。

  科學家普遍認為,地球形成於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,地球表面被熔岩覆蓋。也有人認為,那時的地球已經足夠冷卻,已形成了岩石和海洋。但由於數據不足,岩石形成的細節始終不為人知。

  新發現的鑽石歷史從30.6億年到42.5億年不等,是目前已知最古老的鑽石。它們証實,冥古代時期的地球可能比人們想象的“冷”。

  鑽石需要在地殼下約100公裡深處,在極端高壓和1200攝氏度以上高溫條件下才能形成。最新發現的鑽石表明,早在42.5億年前,地球就已經足夠冷卻能形成地殼,從而孕育鑽石的誕生。照此推理,地球或許比想象中冷卻得快得多。

  鑽石形成約經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鑽石還早10億年。

  研究人員從45塊鋯石中發現這些鑽石,並且認為,這些鑽石經過大約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,適合鑽石形成的條件在地球形成早期反復出現過幾次,或者這些鑽石在地球熔岩中攪動了幾千年才“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,碳受高壓便成為鑽石,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40億歲的鑽石或許表明,地球表面隻需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、涼爽且適宜居的地方。”

  不過,科學家們還需進更多測試,才能進一步確定地球早期究竟是冷是熱。梅耐肯說,對鑽石中碳同位素和氮含量進行研究,人們能確定這些鑽石經歷過多長時間的極端高壓和高溫。

  這些鑽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:“關於地球形成的秘密,隻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:“任何關於早期地球的信息都是美妙的,對地理學家來說,都像聖誕節禮物一樣。” (夏璐怡)

(責編:張文君)
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