古老鉆石能告訴你27億年前地球的秘密。
近日，一項新研究發現，地球大氣的基本化學成分是在至少27億年前形成的，使得這里成為適合生命多樣性暴發的環境。
在戈爾德施密特地球化學大會上介紹這項工作時，首席研究員Michael Broadly表示，在古代巖石中發現的鉆石，其中揮發性氣體的比例與在今天地幔中的比例相似，這暗示在過去的幾十億年里，大氣中揮發性氣體的比例沒有發生根本性變化。
這也說明足夠數量支撐生命的元素，在地球形成后不久就出現了，并且從那時起一直相當穩定。
揮發性物質（如氫、氮、氖和含碳物）是光化學元素和化合物，它們很容易因熱或壓力變化而氣化。它們也是生命所必需的元素，尤其是碳和氮。
不是所有的行星都富含揮發性物質，但地球和金星一樣，是揮發性物質豐富的星球，但火星和月球將大部分揮發性物質丟進了太空。
一般來說，富含揮發性物質的行星更有可能維持生命，這就是為什么人們在遙遠恒星周圍的行星（系外行星）上尋找生命的工作主要集中在尋找揮發性物質。
在地球上，揮發性物質大多是從地球內部冒出來的，并通過火山爆發等事情被帶到地表。知道揮發性物質何時到達地球大氣層是了解地球上何時適合生命起源和發展的關鍵，但人們一直沒有找到答案。
現在，法國和加拿大的研究人員利用古老鉆石作為“時間膠囊”，研究遙遠過去地幔深處的情況。對這些鉆石中所含氣體的研究表明，地幔中的揮發性成分在過去27億年里幾乎沒有變化。
法國洛林大學的Broadley說：“研究地球現代地幔的組成相對簡單。地幔層平均開始于地表以下約30公里處，因此我們可以收集火山噴發樣本，研究被困在其中的流體和氣體。然而，板塊構造的不斷攪動意味著年代較早的樣品大部分已經被破壞了。而鉆石相對來說是堅不可摧的，它們是理想的‘時間膠囊’。”
該團隊研究了加拿大蘇必利爾湖瓦瓦地區27億年前保存完好的巖石中的鉆石。這意味著這些鉆石至少和它們所在的巖石一樣古老——可能更古老。實際上，通常要確定鉆石的年代是很困難的。
這些鉆石極其稀有，也并不美麗。研究人員將它們加熱到2000攝氏度以上，將其轉化為石墨，然后釋放出少量氣體用于測量。
研究小組測量了氦、氖和氬的同位素，發現它們的比例與今天在上地幔中發現的相似。
由于鉆石可能更古老，因此這意味著27億年前，地球能就為生命發展提供合適的條件。
未參與該研究的加拿大阿爾伯塔大學Suzette Timmerman 說：“鉆石是獨特的樣本，因為它們在形成過程中鎖定了成分。這些27億年前的鉆石為了解新太古代時期的揮發性物質提供了重要線索。這項工作是了解地球歷史前半部分的地幔和大氣的重要一步。”
戈爾德施密特地球化學大會是為了紀念地球化學奠基人之一V. M. Goldschmidt而舉行的全球最高級別地球化學國際會議之一，在國際地學界具有重要影響。該大會由美國地球化學學會和歐洲地球化學學會共同召集的每年一次的地球化學年會，宗旨是邀請全世界地球科學家集聚一堂，共同研討地球化學相關領域，特別是為青年科學家提供展示工作和溝通交流研究興趣的廣泛平臺。
相關論文信息：https://2021.goldschmidt.info/goldschmidt/2021/meetingapp.cgi
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