地球形成于46亿年前，但早期岩石极少留存，让“冥古宙”的地球面貌成谜。如今，研究团队确认加拿大魁北克北部的岩石，是距今43亿年的冥古宙遗迹。这些岩石不仅填补了地质记录空白，还为探索地球最早大陆形成、生命起源提供了关键线索。

　　地球形成于约46亿年前，处于被称为“冥古宙”的地质年代。

　　“冥古宙”一词源自希腊神话中的冥界之神，这一命名反映了当时地球可能存在的极端高温环境。

　　到43.5亿年前，地球可能已冷却到足以形成最初的地壳，生命也可能在此时开始出现。

　　然而，人类对地球这一早期历史阶段的了解极为有限，因为来自那个时代的岩石和矿物极其稀少。

　　由于缺乏保存下来的地质记录，我们难以还原冥古宙时期地球的样貌，关于地球早期演化的许多问题仍未得到解答。

　　我们所在的研究团队已确认，地球已知最古老的岩石位于加拿大魁北克省北部。这些岩石距今43亿年，为我们了解地球起源提供了罕见且宝贵的视角。

　　冥古宙是地质年代的第一个时期，始于46亿年前地球形成之时，结束于约40.3亿年前。

　　科学家迄今发现的最古老地球物质，是在澳大利亚西部发现的稀有锆石矿物。这些锆石形成于约44亿年前，尽管它们的母岩早已风化消失，但锆石的耐用性使其得以长期保存。

　　对这些锆石矿物的研究，为我们提供了关于冥古宙环境以及地球最古老地壳形成与演化的线索。锆石的化学成分表明，它们形成于由古代海洋底部沉积物融化产生的岩浆中。这一发现暗示，冥古宙时期地球冷却速度较快，液态水海洋在早期就已形成。

　　其他关于冥古宙锆石的研究表明，地球最早的地壳可能是镁铁质的（富含镁和铁）。但直到最近，这种地壳的存在仍未得到证实。

　　2008年，乔纳森·奥尼尔副教授（当时是麦吉尔大学的博士生）领导的一项研究提出，这种古老地壳的岩石可能保存在魁北克省北部，是冥古宙时期仅存的遗迹。

　　从那以后，这些发现于努瓦维塔格绿岩带的岩石的年龄一直存在争议，成为科学界持续讨论的话题。

　　努瓦维塔格绿岩带位于魁北克省最北部的努纳维克地区，地处北纬55度以北。该地区的岩石大多是变质火山岩，富含镁和铁。绿岩带中最常见的岩石被称为“乌贾拉卢克岩”，在因纽特语中意为“巨大而古老的坚硬岩石”。

　　最初确定这些岩石年龄为43亿年，是因为检测到了钕-142同位素的异常。钕-142是冥古宙时期由钐-146放射性衰变产生的独特同位素。此前，科学家已利用钐和钕同位素丰度的关系来测定陨石和月球岩石的年龄，但在2008年之前，这一方法从未应用于地球岩石。

　　然而，这一解读受到了多个研究团队的质疑。其中一些团队对绿岩带中的锆石进行了研究，提出这些岩石的年龄最老仅为37.8亿年，应属于太古宙而非冥古宙。

　　2017年夏天，我们重返努瓦维塔格绿岩带，对这些古老岩石进行更深入的研究。此次，我们采集了侵入岩——即所谓的“变辉长岩”，它们穿插在乌贾拉卢克岩层中，希望通过这些岩石获得独立的年龄依据。由于此次研究的变辉长岩侵入到乌贾拉卢克岩层中，这意味着乌贾拉卢克岩的形成年代必然更早。

　　该项目由渥太华大学的硕士研究生克里斯·索尔领导，他也参与了实地考察。回到实验室后，我们与法国地质年代学家让-路易·帕奎特展开了合作。此外，渥太华大学的本科生大卫·本恩和卡尔顿大学的本科生乔利·普拉科姆也参与了该项目。

　　我们结合实地观测结果，开展了岩石学、地球化学和地质年代学研究，并应用了两种独立的钐-钕定年法（用于测定岩浆岩在变质前的绝对年龄）。两种方法得出的结果一致：这些侵入岩形成于41.6亿年前。

　　由于这些变辉长岩穿插在乌贾拉卢克岩层中，乌贾拉卢克岩的年龄必然更古老，因此可以确定它们属于冥古宙时期。

　　努瓦维塔格岩石是冥古宙时期仅存的岩石，对其进行研究为我们了解地球早期历史提供了独特机会。它们有助于我们弄清楚最初的大陆是如何形成的，以及地球环境是如何演化并变得适合生命生存的。