与地球“同龄”“小晶体” _晶体

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图为在澳大利亚发现的锆石晶体。
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瓦利教授发现的这颗“小晶体”印证了所谓的“冷地球理论”，并足以证明地球在形成之后的1亿年内就已经开始冷却形成地壳。从锆石晶体内所测量到的氧元素可以推断，当时的地表很有可能已经存在液态水，这也意味着早期地球的温度已经低到可以维持海洋乃至生命的存在，不排除在43亿年以前地球上已经存在微生物的可能性。
全球顶尖学术期刊——《自然·地球科学》杂志前不久发表的一篇论文，证实了在澳大利亚被发现的锆石晶体已有43.74亿年历史，乃是迄今为止地球上已发现的最古老的物体，而且几乎与地球“同龄” 。这个成果是由美、澳、加以及波多黎各等不同国家、不同学科领域专家所组成的团队经过多年锲而不舍的努力发现的。
2001年，澳大利亚西澳州首府珀斯以北800公里，美国威斯康星大学的地球科学专家约翰·瓦利教授在位于雅克山的某牧羊场发现了一块岩石，并从岩石中提取到了极其微小的锆石晶体。这块晶体犹如沙粒般大小，长约200～400微米左右，该长度仅仅相当于两根成人头发丝的直径。十几年过去了，这颗“小沙粒”一直静静地躺在威斯康星大学麦迪逊校区的实验室里，并未引起关注。然而，瓦利教授及其科学小组却从未放弃对这颗“小沙粒”的研究。
为了能准确测算出这块锆石晶体的“实际年龄”，瓦利教授的团队颇费了一番周折。刚开始，他们采用了国际上较为通行的“放射性元素衰变测年法”对晶体样品中的铀含量进行分析。由于具有放射性的铀将会以一定的速度衰变成铅，因此可以根据样本里的铀转变成铅的比率，从而来确定样本的年龄。不过，也有专家指出，在铀转变成铅的过程中，其释放的阿尔法粒子可能会破坏到晶体中原有的铅原子，导致其发生位移，因而运用该方法测试将会导致数据误差。
为规避此类误差，科研小组又采用了“原子探针X射线断层摄影技术”对样本中的原子进行逐个分析。借助这种新技术，研究者不但可以区分不同类别的元素，还可以精确测量出原子的数量及质量。由此，科研小组测定铅原子的移动距离极其微小，不足以对分析结果产生任何影响。最终的结果显示，该锆石晶体的确已经存在于地球长达43.74亿年了，且正负误差值不超过600万年。
对于这项具有跨时代意义的研究成果，全球许多专家都给予了积极评价。麻省理工学院的地质学家塞缪尔·鲍林教授表示：“通过该先进的方法已经精确测量出锆石的确切年份，这个看似渺小的颗粒物却具有重大的科学意义。现在我们可以开始设想地球刚刚形成时期的情景了。”此前，来自德国和澳大利亚的地质学家曾于2007年同样在雅克山一带发现过距今42亿年的锆石。来自加州大学的吉姆·马汀森教授认为：“尽管此前也发现过类似的锆石晶体，但由于测量方法的限制，使得我们无法精确计算其年份。这次，瓦利教授团队给出了毋庸置疑的结论，我们对于地球的研究又将大大向前推进。”
据科学推断，地球形成于距今约45.6亿年前的“冥古纪”，当时的太阳系正处于一片混沌之中，刚刚新生的地球因受到巨型宇宙天体撞击也正经历着一场浩劫，其表面被炙热的岩浆所覆盖，没有任何生命存在。学术界一直认为，在地球形成初期，其外层经过冷却凝固，从起初的熔岩状态逐渐形成了地壳，而这个过程大概持续了6亿年。此前，有科学家一直在争论地球上最早的生命体究竟是诞生于38亿年前的格陵兰岛还是35亿年前的澳洲大陆。