地球上最古老的岩石可能是陨石撞击造成的

2018-09-10 20:09:31  ScienceDaily

地球上最古老的岩石可能是陨石撞击造成的

2018-09-10 20:09:31
来源:ScienceDaily
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科学家在加拿大阿斯塔河(Acasta River)发现一批富含二氧化硅的长英质岩石(felsic rock),定年后发现它的年龄高达40.2亿年,是地球上目前已知的最古老岩石(下图中带粉与绿的浅色部分)。科学家之前就已经知道阿斯塔河长英质岩石和现今所见的花岗岩等其他长英质岩石不一样。来自澳大利亚和中国的科学家近期利用计算机仿真后所得结果显示:这批岩石只能在低压且极高温环境中形成,所以很可能是一场发生在地球形成后约5亿年的陨石撞击事件造成的。这场猛烈撞击融化了含铁丰富的浅层地壳,形成今日所见的花岗岩(granite)。相关论文发表在美国地球化学学会和欧洲地球化学学会共同召开的哥德斯密特大会(Goldschmidt conference)中。

5亿年的陨石撞击事件
Oldest rock on Earth: Acasta River gneiss(stock image).Credit:©Xenomanes / Fotolia
 
这批富含二氧化硅,或说石英(quartz)的长英质岩石虽然是地球上最古老的岩石,但其实有比它们更老的矿物(包覆在年轻岩石中的44亿年锆石晶体,发现于澳大利亚中部杰克山岗Jack Hills)。矿物是单一或无机化合物组成且天然产生的均质固体;而岩石则是矿物的集合体,由一种以上的矿物所组成。科学家相信:地球的初始地壳大多数是由玄武岩这类缺乏二氧化硅的暗色镁铁质岩石(上图中暗黑的部分)所组成,因此阿斯塔河长英质岩石的来源一直备受质疑。
 
澳大利亚科廷大学(Curtin University)Tim Johnson领军的研究团队采用化学中的相平衡(phase equilibria)和痕量元素(trace element)假设,利用计算机仿真后,显示阿斯塔河长英质岩石是在原始地球的地壳最上层的低压环境中,从原本含铁丰富的玄武质岩石部分融化后形成的;所以彼时应该处在非常特殊的环境中,能让环境温度高达摄氏900度。这或许意味着当时的地球遭逢了一个剧烈事件才能在地表造成这样的极端环境,而最可的是陨石剧烈撞击事件。
 
Johnson等人估计:这场剧烈撞击事件应是发生在地球历史的前6亿年间,当时这些长英质岩石大约在仅约3公里深的玄武岩质地壳中形成,所以这些古老的长英质岩石在当时应当很普遍,只是经过40亿年的风化和板块运动,几乎湮灭了所有曾经存在过的古老长英质岩石。
 
阿斯塔河是形成于北加拿大的奴克拉通板块(Slave Craton)的一部份,大概在加拿大黄刀镇(Yellowknife)和大奴湖(Great Slave Lake)的北边。这块区域是加拿大北方原住民甸尼族多格里布人(Tlicho或Dogrib)的原居地,就是当地原住民带领地质学家发现这片被称为「Idiwhaa」的地域,即多格里布语中「古老」的意思。

责任编辑:微科普

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