地球上最古老的岩石都在哪?44亿年锆石领衔

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地球已存在45.4亿年,期间经历过多次剧烈地质活动,早期历史证据大多被破坏。但科学家仍在全球找到多块古老岩石,它们如同地球的“时光胶囊”。从44亿年的锆石到40亿年的“大贝莎”岩石,这些古老岩石不仅记录着

  地球已存在45.4亿年,期间经历过多次剧烈地质活动,早期历史证据大多被破坏。但科学家仍在全球找到多块古老岩石,它们如同地球的“时光胶囊”。从44亿年的锆石到40亿年的“大贝莎”岩石,这些古老岩石不仅记录着地球 infancy,还藏着生命起源的线索,下面就来认识这些地球最古老的“见证者”。

  地球已存在45.4亿年,在此期间,我们的星球经历了多次剧烈变迁。这使得研究人员难以探寻地球早期历史,因为大部分证据在数十亿年前就已消失。

  不过,科学家在全球范围内发现了一些古老岩石。这些残留物让我们得以窥见地球的“婴儿时期”,帮助科学家追溯地球的演化过程。以下是部分已发现的最古老岩石,以及它们为地球研究提供的启示。

  澳大利亚西部的

  杰克山(Jack Hills)

  ,蕴藏着比山脉本身更古老的微小岩石痕迹。这座长50英里(80公里)的山脉中,有一种名为“锆石”的结晶矿物,其形成年代可追溯至44亿年前,是目前发现的最古老地球物质。

  锆石晶体结构稳定,即便周围岩石被破坏、侵蚀或重新融入地幔,它也能保存下来。锆石中含有放射性铀,其衰变速度极慢,这让地质学家能精准测定晶体的形成年代。

  杰克山部分形成于约40亿年前的锆石还表明,地球形成仅6亿年后,就已存在淡水。

  加拿大魁北克省北部的

  努武阿吉图绿岩带(Nuvvuagittuq Greenstone Belt)

  ,可能蕴藏着全球最古老的完整岩石。

  绿岩带是一种长条状区域,主要由变质沉积岩和火山岩构成,是远古洋盆的遗迹。该绿岩带岩石的具体年龄存在争议:部分研究通过锆石测定,认为其最小年龄为38亿年;但后来一项针对地球原始地壳的研究提出,其最大年龄可能达43亿年,属于冥古宙(46亿-40亿年前)。后续研究仍在争论其确切年龄。

  部分研究人员还提出,该绿岩带中存在地球最早生命的证据——距今43亿-37亿年的细菌痕迹。

  据教育平台Open Geology介绍,加拿大北部

  阿卡斯塔片麻岩复合体(Acasta Gneiss Complex)

  中的岩石,形成年代可追溯至40亿年前,是目前已确认年代最古老的岩石。

  片麻岩是一种变质岩,曾在地球深部地壳的高温高压环境中形成。研究人员通过“同位素定年法”测定其年龄,即测量铀原子衰变为铅原子的比例。

  格陵兰岛西部的

  伊苏阿绿岩带(Isua Greenstone Belt)

  ,拥有部分地球最古老的岩石。此外,该区域的重要性还在于,有研究人员认为这里存在地球最早生命的证据,可追溯至37亿年前。

  2017年,研究人员在一块岩石露头的横截面中,发现了类似微小波纹的结构。他们表示,这些波纹是“叠层石”的化石遗迹。叠层石是由微生物群落形成的层状 mound 结构,由沉积物和碳酸盐构成,常见于浅海或湖泊底部。不过,这一发现存在争议。

  此外,伊苏阿绿岩带还保留着“化学痕迹”,证明地球形成后不久(约45亿年前),地表曾存在大面积岩浆洋。

  非洲南部的

  巴伯顿绿岩带(Barberton Greenstone Belt)

  中,古老岩石记录了约33亿年前的最早地震证据,同时也为早期板块构造运动提供了线索。

  2021年,研究人员发表了该绿岩带的部分地图,显示出“大量从原位置脱离的岩石块体”。参与后续研究的新西兰惠灵顿维多利亚大学地质学家西蒙·兰姆当时告诉《生活科学》(Live Science)。

  该绿岩带还含有形成于41亿-33亿年前的古老锆石。

  南极洲东部的

  内皮尔杂岩(Napier Complex)

  中,锆石形成年代约为36亿年前,其中还有一颗锆石的年龄达40亿年。

  研究人员在2011年发表于《地球科学报告》(Doklady Earth Sciences)期刊的相关研究中写道:“其重要性不容低估,因为它可能间接证明,存在一个形成年代至少为40亿年的早太古代地壳块体。”

  地壳块体(又称断层块体)是由构造运动及其他地质作用形成的巨大岩石块。

  中国东北部的鞍山地区,拥有中国最古老的岩石,也是全球最古老的岩石之一。

  鞍山属于面积达58万平方英里(150万平方公里)的

  华北克拉通

  ,但其中最古老的岩石分布区域不足8平方英里(20平方公里)。

  2019年,科学家发现了一块特殊的古老岩石:它在地球外漂泊数十亿年后,于近期返回地球。

  1971年,阿波罗14号宇航员在月球表面采集到这块约40亿年历史的岩石,并将其命名为“大贝莎(Big Bertha)”。

  该研究的合著者、澳大利亚科廷大学地球与行星科学学院教授亚历山大·内姆钦在一份声明中表示,这块岩石含有类似花岗岩和石英的矿物,而这些矿物在月球上极为罕见。

  2019年的研究发现,该岩石部分成分的形成环境在月球上很罕见,但在地球上很常见。美国国家航空航天局(NASA)表示,这表明它最初形成于地球,后因小行星剧烈撞击而脱离地球,最终落在月球上。

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