据科学界的普遍认为,地球的年龄约为46亿年,这是个什么概念呢?如果把地球形成以来的历史浓缩为24小时的话,每一秒大约相当于54000年,那么人类文明史时间只有十分之一秒。
而要了解地球的最早期历史,最重要的是要找到那个时期的物质记录,但这又是十分困难的。首先是它们难以保留下来,因为地球的童年“多灾多难”。现在普遍认为,最早期的地球是一个“大火球”。地球的表面为巨大的岩浆海,没有岩石形成。这个时间与陨石的形成时间大致相同或稍晚一点。
而在大约45亿年的时候,地球表面还没完全固结,一个火星大小的天体撞击地球,把地球的部分物质抛射到太空中,并在地球周围凝聚,形成了现在的月球。随着温度的逐渐降低,地球表面冷却成为固态,但仍遭受强烈改造,包括陨石撞击、风化剥蚀、变质变形、熔融再造,经过几十亿年沧海桑田的变化,最古老物质早已面目全非了。其次,即使古老物质保留了下来,也很难寻找和鉴别。
不过,就在最近,加拿大研究人员测定发现,加拿大东北部哈得孙湾沿岸的岩石或为地球上目前已知最古老的石头,有41.6亿年历史。研究报告由美国《科学》杂志近日刊载。
据报道,加拿大魁北克省因纽特人居住区伊努朱瓦克附近的努武亚吉图克绿岩带因富含年代久远的岩石著称。当地岩石主要为黑色和浅绿色交杂的变质火山岩,其中点缀粉色和黑色斑点。先前关于这处岩石形成年代的两项研究曾得出不同结论,分别为43亿年前和38亿年前。
而在最新研究中,研究人员从努武亚吉图克绿岩带选取样本,分析其中钐元素和钕元素的放射性衰败情况,测定其中岩石最早形成于41.6亿年前,为目前已知地球最古老的石头。研究报告作者、渥太华大学地理学教授乔纳森·奥尼尔说,用不同的测定方法“得出了完全一样的结论”。
他说,这些岩石和努武亚吉图克绿岩带是地球形成之初冥古宙的“唯一岩石记录”,有助于更好了解地球形成早期最初的地壳如何形成以及其中涉及的地球动力学过程。
研究人员说,地球地质年代中最古老的冥古宙结束于约40.3亿年前,而努武阿吉图克绿岩带可能是唯一已知的冥古宙地壳残片,新研究为人们了解地球早期演化提供了一个独特窗口。
英国《自然》杂志网站报道说,世界上只有少数地质样本可以追溯到38亿年前甚至更久远。目前学界普遍认可的最古老岩石发现于加拿大西北地区,约有40亿年历史,即可以追溯到从冥古宙向太古宙过渡时期。努武阿吉图克绿岩带的年龄若被最终确认,将打破这一纪录,但也有学者认为对新的研究结论仍需保持谨慎。
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怎样找到地球上古老的岩石?
科学家发现,矿物岩石中的放射性同位素都会以不变的速率衰变成非放射性的稳定同位素,同时释放出能量。衰变速度不受温度、压力、电磁场等外界条件的影响,仅和元素、时间有关。通过仪器可以获得准确的衰变速率数值,来测定矿物或岩石的绝对年龄。
到目前为止,科学家们已经用放射性同位素方法测得了各大洲大陆找到的30亿年以上的古老岩石。其中格陵兰岛片麻岩的年龄约为37亿年,我国鞍山地区片麻岩的年龄约为38亿年,加拿大阿卡斯塔片麻岩约有40多亿年,澳大利亚西部的变成砾岩约有43多亿年历史。
近年来,科学家测得落到地球上的陨石年龄是44至48亿年,从月球取回的岩石样品的年龄约为46亿年,都与地球的地质年龄差不多,这说明地球、月球、部分陨石和行星,可能都是同一时期形成的。通过对变成砾岩进行研究,可以了解到地球所经历的重大地质事件。
或许有一天,科学家还能发现更加年长的岩石。沧海桑田,地球上千姿百态的岩石犹如历史的镜子一般,帮助人类更好地去了解与呵护自己脚下的这个星球。
我国找到的38亿年岩石是“偶遇”的
迄今为止,全球已在8个地区发现了年龄至少为38亿年的古老岩石。而地质学用“克拉通”一词指代“古陆核”,也就是大陆地壳稳定的构造单元。华北克拉通是中国大陆最古老、规模最大、研究程度也最高的克拉通,这里已有三个地区发现38亿年岩石。
中国第一个发现38亿年岩石的地区是鞍山,这里古老岩石的发现还颇有些传奇色彩。在20世纪90年代初,中国地质科学院的专家刘敦一和沈其韩等在鞍山地区开展野外考察。一天,他们看到远处有一个新的采石场,于是就前去碰碰运气。他们采集了岩石样品。经过定年分析,竟然是38亿年岩石!由于这里许多岩石的外貌都差不多,因此最初学者们以为这个山所有岩石都是38亿年,实际上这里什么年龄的岩石都有。
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冥古宙、显生宙……地质年代是咋分的
地质学家们根据地质遗迹,通过全球性的、系统性的对比研究,把地球46亿年的地质历史划分为“宇和宙”“界和代”“系和纪”“统和世”。比如,“侏罗纪”时期恐龙是地球上的主宰;地球上的生命大爆发出现在“寒武纪”;人类生活在“新生代”,而“第四纪”的冰期却给人类的生存发展留下了难以磨灭的印记。
地质年代单位从大到小分别是宙、代、纪、世、期和亚期。其中,最高一级地质年代单位是“宙”,整个地球演化历史从老至新可以分为:
>>隐生宙
因时代太过久远,加上生物极为微小柔软所以鲜有留下可见的化石,生命迹象如同隐藏了一般,故称为“隐生宙”,也被称为前寒武纪。1977年,国际地层委员会前寒武纪地层分会,将前寒武纪分为太古宙和元古宙,其界线放在25亿年前。因此,隐生宙这个地质年代单位,已逐渐弃而不用,被分成了冥古宙、太古宙、元古宙这三个时间段。
冥古宙:距今46亿~40亿年,具有开天辟地之意,是地球发展的初期阶段。
太古宙:距今40亿~25亿年,已有大量岩石记录的最古老的地质年代,这一时期的生物仅有极原始的菌藻类。
元古宙:距今25亿~5.41亿年,这一时期的岩石记录已十分普遍。这一时期的生物主要为各种原始的菌藻类,还有少量海绵动物、水母及蠕虫等。
>>显生宙
指“看得见生物的年代”,距今大约5.4亿年前,地球上的生命加速发展,开始出现大量较高等生物,动物已具有外壳和清晰的骨骼结构,故称显生宙。可细分为古生代、中生代和新生代。
★古生代:
意为“古老生物”时代,它标志着生物已经开始大量发育,主要为原始海生无脊椎动物,原始的鱼类、两栖类,蕨类等孢子植物。分为以下六个纪:
寒武纪:距今5.41亿~4.854亿年,“寒武”是英国威尔士地区寒武山的名称,这里首先建立了该地质时代的地层。寒武纪是现代生物的开始阶段,是地球上现代生命出现、发展的时期。
奥陶纪:距今4.854亿~4.438亿年,地质学家最早在威尔士研究了该时代的地层,“奥陶”是威尔士地区的一个古代民族,被用作该地质时代的命名。
志留纪:距今4.438~4.192亿年,最早研究该时代的地层出露于威尔士边境,这里生活过一个叫“志留”的不列颠部族,因此被命名。
泥盆纪:距今4.192亿~3.589亿年,最早研究该时代的地层出露于英格兰泥盆郡,因此被命名。
石炭纪:距今3.589亿~2.989亿年,因为该时代地层中富含煤层,是地质史上一个主要的造煤时代,因此被命名为石炭纪。
二叠纪:距今2.989亿~2.522亿年,因该地层具有明显的二分性,故意译为二叠纪。
★中生代
意为“中期生物”的时代,以爬行动物、海生无脊椎动物菊石类和裸子植物的繁盛为特征。分为以下三个纪:
三叠纪:距今2.522亿~2.013亿年,该纪地层在德国南部研究最早,岩层具有明显的三分性。
侏罗纪:距今2.013亿~1.45亿年,这一时代地层首先发现于在法国和瑞士交界的侏罗山脉,因此而得名。侏罗纪前期,因为经历大灭绝,所以各种动植物都非常稀少(属于休养生息的阶段),但其中恐龙总目一枝独秀,伺机称霸陆地。侏罗纪中晚期以后,恐龙成为地球上最繁荣昌盛的优势物种,此后统治地球1亿余年,直到白垩纪-第三纪灭绝事件为止。
白垩纪:距今1.45亿年-6600万年,在英吉利海峡北岸,这一时代的地层中产有白色细粒的碳酸钙,拉丁文称之为Creta,意为白垩,因此而得名。
★新生代
意为“近代生物”的时代,是地球历史上最新的一个地质时代。随着恐龙的灭绝,中生代结束,新生代开始。哺乳动物和被子植物非常繁盛。分为以下三个纪:
古近纪:距今6600万~2303万年,是原来的第三纪前半期,原来的中文名称为早第三纪,后意译古近纪。
新近纪:距今2303万~258万年,是原来的第三纪后半期,原来的中文名称为晚第三纪,后意译新近纪。
第四纪:距今258万年到至今,这个名称最早是意大利地质学家乔万尼·阿尔杜伊诺于1759年研究波河河谷沉积情况时提出的。1829年,法国地质学家儒勒·迪斯努瓦耶引用了这个定义。他在研究塞纳河低地的沉积层时发现了一层比新近纪更新的岩层。这个岩层一直延伸到地表。
第四纪是新生代最新的一个纪,包括更新世和全新世。第四纪期间生物界已进化到现代面貌。灵长目中完成了从猿到人的进化。 综合新华社、普通地质学、四川地震局公号