地球最古老物質 高齡44億歲

2014-02-25 16:46

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在電子撞擊下呈現藍色的鋯石水晶(取自美國威斯康辛大學麥迪遜分校官方網頁)

在電子撞擊下呈現藍色的鋯石水晶(取自美國威斯康辛大學麥迪遜分校官方網頁)

透過2種精密定年技術,科學家證實了一顆在澳洲西部發現的鋯石水晶是目前所知最老的地殼碎片,年齡達44億歲。這個發現顯示了地球冷卻的速度比過去認定得更快,在形成的前1-2億年已有固質地殼,可能也出現了地球最早的生命。

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這顆半透明的紅色水晶於2001年在澳洲西部的傑克丘(Jack Hills)發現,長度約400微米,最大尺寸僅約4根人髮厚度,肉眼很容易忽略它的存在。先前研究已指出在傑克丘發現的誥石水晶非常古老,但其真實年齡受到質疑。


標準的鈾鉛定年法是透過觀察礦石中鈾衰變為鉛的比例判斷其年齡,但若鉛有移位,就會使科學家對其年代產生誤判。這次新研究中,科學家加以採用了原子探針斷層攝影術(APT),可以生成單一鉛原子的影像,判定其同位素比例,並發現鉛原子的移動情形不足以產生年代誤判。


根據這顆鋯石的化學組成,尤其是其中氧同位素的比例,科學家證實它已存在了44億年。地球的年齡約為45億4000萬歲,也就是說,在地球形成的前1-2億年,其環境已可供地殼凝固,形成海洋。美國威斯康辛大學麥迪遜分校研究主持人瓦利(John Valley)表示,「如果有海洋,很可能也有生命存在。」


科學家對地球形成之初的情形所知甚少,這段時期被稱為「冥古宙」(Hadean Eon),其名來自希臘神話中統治冥界的黑帝斯(Hades),因為過去想像當時的地球表面為岩漿海洋,時常受到隕石撞擊,生存條件極為惡劣。


瓦利指出,這顆鋯石的存在顯示「地球冷卻得比我們過去認為的快上許多。」雖然科學家目前沒有證據證明當時已有生命存在,但「也沒有證據證明沒有生命存在。」目前最古老的生命紀錄來自34億年前的層石藻化石。目前絕大部分的地球地殼年齡僅數億年,35億歲以上的岩石結構只存在少數地區,包括澳洲與加拿大。


此研究於23日發表於《自然地球科學》(Nature Geoscience)期刊上。



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