
有没有听说过这一生的建议?当解决一个大问题似乎是不可能的时,将其分为较小的步骤。
好吧,科学家只是采用了地质学最大的争议之一,并将其缩小到原子尺寸。通过在澳大利亚的微小锆石晶体中占用铅的单个原子,研究人员证实了晶体是最古老的岩石在地球上发现的碎片 - 43.75亿年,再加上600万年。
“我们已经证明,这些锆石内的化学记录是值得信赖的,”麦迪逊大学威斯康星大学的主要研究作者兼地球化学家约翰·瓦利说。这些发现今天(2月23日)发表在《自然地球科学》杂志上。
确认锆石时代对模型的模型具有巨大影响早期地球。据其他研究报道,澳大利亚杰克山(Jack Hills)山脉最古老的锆石中的微量元素表明它们来自水富的花岗岩状岩石,例如花岗岩或托纳岩。这意味着在月球撞击后仅1亿年,地球迅速冷却了地表水和大陆式岩石,这是构成土超月底系统的巨大碰撞。 [月亮是如何形成的?]
瓦利说:“锆石向我们展示了最早的地球更像我们今天所知道的地球。” “这不是一个荒凉的地方。”
可疑的历史
锆石是地球上最艰难的矿物之一。古老的澳大利亚晶体可以追溯到地球形成后的1.65亿年,并在沿着河流倒塌的旅行中幸存下来,埋葬在地壳深处,加热,挤压和构造回到地面。澳大利亚人锆石从杰克山(Jack Hills)那里,不是地球上最古老的岩石 - 那些在加拿大 - 但大约30亿年前,矿物侵蚀了地球上第一个大陆外壳的一些,并成为了河床的一部分。
地质学家仔细整理了超过100,000个微观杰克山锆石那个日期可以追溯到地球早期的时代,从30亿到44亿年前。 (行星已有45.4亿年的历史。)晶体中包含微观包裹物,例如气泡,它们在生命的出现和形成的第一洲为地球上的条件提供了独特的窗口。
只发现了最古老的锆石中的三个,可以追溯到近44亿年前。由于可能的辐射损害,他们的极端年龄总是使日期怀疑。辐射损伤意味着锆石在长寿的时间内可能已被污染。
锆石容纳两个天然发生的微小数量铀同位素- 同位素是具有不同数量中子的相同元素的原子。铀放射性衰变以稳定的速度铅。计算铅同位素的数量是科学家如何与晶体约会。但是,随着铀踢出铅原子,放射性衰减会释放出会损坏晶体的α颗粒,从而产生缺陷。这些缺陷意味着流体和外部元素可以渗入晶体,对基于锆石的早期地球的任何结论提出怀疑。
更重要的是,铀和铅可以在晶体内移动,甚至可以逃脱或进入锆石。这种移动性可以抛弃用于计算锆石年龄的铅同位素计数,并且是数十年的争议在杰克山锆石的Methuselah寿命上。
瓦利说:“如果有一个过程,铅可以从晶体的一个部分移动到另一个地方,那么铅集中的地方将具有较旧的明显年龄,而移动的地方将有一个年轻的明显年龄。”
原子原子
山谷和他的合着者希望结束辩论,表明即使最古老的杰克·希尔斯锆石之一遭受了辐射损害,铅原子仍然存在。研究人员辛苦地计算了最古老的锆石内的个体铅原子,并用最近开发的技术称为Atom-Probe层析成像。在锆石内,铅原子聚集在损伤区域中,仅几纳米宽。想象一下,在高中午餐期间,青少年的群集 - 像青少年一样,没有铅原子离开了区域。
Valley说:“我们已经证明了这种锆石是一个封闭的地球化学系统,我们以前从未能够做到这一点。” “毫无疑问,许多锆石确实遭受了辐射的破坏,但我认为相对于这些锆石,这应该一劳永逸地解决,” Valley告诉Live Science是我们惊人的星球。
主要发现,铅原子粘在此原始锆石内的家中,意味着基于年龄的估计铀铅约会研究人员报告说,技术是准确的。领先优势还没有足够摇摆以抛弃年龄。典型的年龄测量,用称为离子探针的机器制成,zaps锆石段比损坏簇大数千倍。
“这项仔细的工作应该解决辩论,因为它确实表明铅的流动性,这被认为会导致日期太大,但流动性的规模是纳米纳米,”麻省理工学院的地球化学家塞缪尔·鲍林(Samuel Bowring)说,他不参与这项研究。 “即使是用离子探针平均分析异质性的最小体积”或锆石内的变化。
研究人员说,新的原子探针技术虽然非常费力,但也可以用来解决在发现非常古老的岩石的其他网站上的可靠性问题。 [总是有大陆吗?这是给出的
瓦利说:“好的锆石是永远的,这可以帮助我们以我们从未做过的方式将小麦与谷壳分开。”
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