
有沒有聽說過這一生的建議?當解決一個大問題似乎是不可能的時,將其分為較小的步驟。
好吧,科學家只是採用了地質學最大的爭議之一,並將其縮小到原子尺寸。通過在澳大利亞的微小鋯石晶體中佔用鉛的單個原子,研究人員證實了晶體是最古老的岩石在地球上發現的碎片 - 43.75億年,再加上600萬年。
“我們已經證明,這些鋯石內的化學記錄是值得信賴的,”麥迪遜大學威斯康星大學的主要研究作者兼地球化學家約翰·瓦利說。這些發現今天(2月23日)發表在《自然地球科學》雜誌上。
確認鋯石時代對模型的模型具有巨大影響早期地球。據其他研究報導,澳大利亞傑克山(Jack Hills)山脈最古老的鋯石中的微量元素表明它們來自水富的花崗岩狀岩石,例如花崗岩或託納岩。這意味著在月球撞擊後僅1億年,地球迅速冷卻了地表水和大陸式岩石,這是構成土超月底系統的巨大碰撞。 [月亮是如何形成的? ]
瓦利說:“鋯石向我們展示了最早的地球更像我們今天所知道的地球。” “這不是一個荒涼的地方。”
可疑的歷史
鋯石是地球上最艱難的礦物之一。古老的澳大利亞晶體可以追溯到地球形成後的1.65億年,並在沿著河流倒塌的旅行中倖存下來,埋葬在地殼深處,加熱,擠壓和構造回到地面。澳大利亞人鋯石從傑克山(Jack Hills)那裡,不是地球上最古老的岩石 - 那些在加拿大 - 但大約30億年前,礦物侵蝕了地球上第一個大陸外殼的一些,並成為了河床的一部分。
地質學家仔細整理了超過100,000個微觀傑克山鋯石那個日期可以追溯到地球早期的時代,從30億到44億年前。 (行星已有45.4億年的歷史。)晶體中包含微觀包裹物,例如氣泡,它們在生命的出現和形成的第一洲為地球上的條件提供了獨特的窗口。
只發現了最古老的鋯石中的三個,可以追溯到近44億年前。由於可能的輻射損害,他們的極端年齡總是使日期懷疑。輻射損傷意味著鋯石在長壽的時間內可能已被污染。
鋯石容納兩個天然發生的微小數量鈾同位素- 同位素是具有不同數量中子的相同元素的原子。鈾放射性衰變以穩定的速度鉛。計算鉛同位素的數量是科學家如何與晶體約會。但是,隨著鈾踢出鉛原子,放射性衰減會釋放出會損壞晶體的α顆粒,從而產生缺陷。這些缺陷意味著流體和外部元素可以滲入晶體,對基於鋯石的早期地球的任何結論提出懷疑。
更重要的是,鈾和鉛可以在晶體內移動,甚至可以逃脫或進入鋯石。這種移動性可以拋棄用於計算鋯石年齡的鉛同位素計數,並且是數十年的爭議在傑克山鋯石的Methuselah壽命上。
瓦利說:“如果有一個過程,鉛可以從晶體的一個部分移動到另一個地方,那麼鉛集中的地方將具有較舊的明顯年齡,而移動的地方將有一個年輕的明顯年齡。”
原子原子
山谷和他的合著者希望結束辯論,表明即使最古老的傑克·希爾斯鋯石之一遭受了輻射損害,鉛原子仍然存在。研究人員辛苦地計算了最古老的鋯石內的個體鉛原子,並用最近開發的技術稱為Atom-Probe層析成像。在鋯石內,鉛原子聚集在損傷區域中,僅幾納米寬。想像一下,在高中午餐期間,青少年的群集 - 像青少年一樣,沒有鉛原子離開了區域。
Valley說:“我們已經證明了這種鋯石是一個封閉的地球化學系統,我們以前從未能夠做到這一點。” “毫無疑問,許多鋯石確實遭受了輻射的破壞,但我認為相對於這些鋯石,這應該一勞永逸地解決,” Valley告訴Live Science是我們驚人的星球。
主要發現,鉛原子粘在此原始鋯石內的家中,意味著基於年齡的估計鈾鉛約會研究人員報告說,技術是準確的。領先優勢還沒有足夠搖擺以拋棄年齡。典型的年齡測量,用稱為離子探針的機器製成,zaps鋯石段比損壞簇大數千倍。
“這項仔細的工作應該解決辯論,因為它確實表明鉛的流動性,這被認為會導致日期太大,但流動性的規模是納米納米,”麻省理工學院的地球化學家塞繆爾·鮑林(Samuel Bowring)說,他不參與這項研究。 “即使是用離子探針平均分析異質性的最小體積”或鋯石內的變化。
研究人員說,新的原子探針技術雖然非常費力,但也可以用來解決在發現非常古老的岩石的其他網站上的可靠性問題。 [總是有大陸嗎?這是給出的
瓦利說:“好的鋯石是永遠的,這可以幫助我們以我們從未做過的方式將小麥與穀殼分開。”
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