地球遠古鋯石中驚現最古老鉆石

德國科學家近日在地球最古老的巖石中發現了鉆石！這一驚動整個地質學界的發現表明，在地球早期，地殼的巨大板塊處于活動之中，而且早期地球的巖石外殼比之前猜測的要厚。相關論文發表在8月23日的《自然》雜志上。
 
年代在40億年以上的巖石是不多見的，所以人們對于大約45億年前的地球早期地質概況了解得很少。20世紀80年代，澳大利亞的研究人員在澳洲西部杰克山（Jack Hills）發現了具有45億年歷史的結晶鋯石，它們被包裹在更年輕的巖石中。這意味著，在低溫條件下，有可能形成這種結晶物。
 
很多科學家針對這種結晶鋯石展開了研究，但是絕大多數都將關注重點放在這種鋯石的化學組成上。在最新的研究中，德國Westfalische Willhelms大學的地質學家Martina Menneken領導的研究小組關注了不同的方面。他們分析了這種鋯石中小裂縫的成分，結果發現，在年代為31億年至43億年的一些結晶體中含有微小的鉆石！如果能夠證實這些鉆石與包裹它們的結晶體具有相同的年齡，那么它們將是已知的最古老的鉆石，比目前已發現的鉆石古老十億年！
 
這些鉆石要進入結晶鋯石中，需要承受來自它上方100至150公里范圍內的結晶巖石所施加的壓力，這證明了地殼板塊構造（plate tectonics）是運動的，而這將使地殼的厚度增加。論文合作者、澳大利亞科廷科技大學（Curtin University of Technology）的地球化學家Simon Wilde說：“使地殼增厚最容易的辦法就是兩塊大陸板塊發生撞擊，然后融成一塊。”
 
關于這些鉆石于何時怎樣形成，目前還是未解之謎。科學家猜測，一種可能是，這些鉆石全部于43億年前形成，然后被積壓進更年輕的結晶體中；另一種可能是，這些鉆石是在不同的歷史時期、相同的地方，通過目前尚不為人知的過程一次次地進入鋯石中。
 
澳大利亞國立大學的地質學家Ian Williams對第二種猜測持贊同意見，即碳首先在不同的時期以石墨的形式進入鋯石，然后在更晚的時期溫度陡降情況下轉變成鉆石。
 
Williams表示，要弄清真正的原因，需要檢測這些鉆石中氮的存在狀態。如果氮以單個原子的形式存在，則證明了第二種猜測是正確的，那將表明這些鉆石是相對年輕的；如果氮原子聚合在一起，那就表明這些鉆石是在長期壓力下形成的，意味著第一種猜測是正確的，即這些鉆石是地球最古老的鉆石。

圖片說明：一塊遠古的鋯石中藏有微小的鉆石 (圖片來源：Thorsten Geisler-Wierwille) 

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《自然》發表論文摘要