胨前云

地球是太陽系中唯一已知存在生命的行星。它快速的自轉(zhuǎn)與宮含鎳鐵熔巖的地核共同形成了一個巨大的磁氣圈。在太陽風的吹拂下，磁氣圈的形狀被扭曲成水滴狀。它與大氣一同擔當了阻止來自太陽和其他天體有害射線的任務。地球的大氣層還使我們免受流星雨的襲擊，太多的隕石在它們到達地面前已被安全燒毀。

地球的年齡，如果定義為原始地球形成后到現(xiàn)在的時間，則可由巖石和礦物所含的放射性同位素來測定，根據(jù)巖石和隕石中鉛同位素的精密分析，地球目前的壽命是46億年?？墒牵壳皼]有一塊巖石可以為地球最初6億年前的面貌提供見證，這是因為地球的外殼非常年輕，它不斷受到大氣、水和生物的侵蝕，并在地質(zhì)運動中不斷地重建，使得第一批大陸的痕跡蕩然無存。所以地球表面沒有像月球那樣坑坑洼洼地遍布隕石坑。

長期以來，地質(zhì)學家普遍認為，地球最初的6億年應該是煉獄一般：一望無垠的巖漿在地表沸騰翻滾，天空中連綿不斷地下著流星火雨，地球上沒有一絲生命的痕跡……直到地球冷卻到一定溫度，大陸得以持久地固定下來，水汽冷凝聚成海洋，原先極其不宜生命生存的時代才宣告結(jié)束。已知最古老的巖石只能追溯到40億年前，而最早的生命痕跡則不超過38億年。而最近，德國大學礦物學院一位學生的驚人發(fā)現(xiàn)，可能會給這種觀點帶來致命一擊。這位年輕的德國學生在澳大利亞西部杰克山地區(qū)一處丘陵發(fā)現(xiàn)的鉆石，其形成年代經(jīng)測定，竟然在42.5億年前!它們也因此成為迄今在地球上發(fā)現(xiàn)的最古老鉆石，之前的紀錄是32億年。這些古老的鉆石不僅可能改變我們對地球的認識，而且也可能是我們星球早期生命出現(xiàn)的唯一見證。

鉆石來自哪里?

然而更重要的是，發(fā)現(xiàn)這些幾乎與地球同齡的寶石將使我們終于有望了解更多有關地球早期環(huán)境的情況，說不準還會給我們對生命起源的認識帶來一場革命!不過，這些神秘鉆石的來源還有待確認。這并不容易，因為“就目前科學所了解的鉆石形成方式來看，我們可以作出好幾種假設。

鉆石是在高溫高壓下形成的純碳礦物。根據(jù)這種形成條件，地質(zhì)學家們認為地球上的鉆石有四種來源，其中最具“異國情調(diào)”的一種就是隕星。的確，某些隕星含有在太陽系外、地球誕生之前就已形成的鉆石。它們墜落到地球上，也就留下了這些寶石。同時，隕星撞擊地球產(chǎn)生的高溫高壓也能產(chǎn)生鉆石，當然條件是碰撞區(qū)域里含有碳，或者隕星本身含有碳。德國學生發(fā)現(xiàn)的鉆石是否就屬于這兩種來源之一呢?按理說不是，因為按照科學家長期的觀測顯示，這類鉆石很小，它們的尺寸只是德國學生發(fā)現(xiàn)的鉆石千分之一。

星外來源被排除了，那讓我們回到地球本身。鉆石可以以兩種方式在地球上產(chǎn)生。第一種方式涉及到絕大多數(shù)從礦山中開采出來的鉆石，這些鉆石在地底深處至少4×10⁹帕高壓(相當于大氣壓的4萬倍)和接近1000℃高溫條件下形成。其中有些在距地表700多千米的深處結(jié)晶，而后通過劇烈的火山噴發(fā)被帶到地面上來。但這些來自地幔的鉆石要比德國學生發(fā)現(xiàn)的大，而且形狀也要規(guī)則得多。

那么就只剩下最后一個可能的來源了：超高壓變質(zhì)巖。這些原本處于地表的巖石，在大陸板塊對撞時，俯沖到地下150千米的深處，從而在高溫高壓的作用下，成為形成鉆石的溫床。它們隨后又通過一種目前尚不明了的機制得以重返地表。這類鉆石產(chǎn)地很少，只在中國和哈薩克斯坦的某些地區(qū)出現(xiàn)過。不過德國學生發(fā)現(xiàn)的鉆石的確很有可能是這種現(xiàn)象的結(jié)果。因為她發(fā)現(xiàn)的這些鉆石，顆粒非常之小，并且包含于鋯石晶體之中。

迄今發(fā)現(xiàn)的被包含在鋯石中的鉆石全部來自變質(zhì)巖地區(qū)，與德國學生發(fā)現(xiàn)的鉆石一樣，它們也伴有石墨，這是巖層上抬時，鉆石局部變質(zhì)的表現(xiàn)。但是從結(jié)晶學的角度來看，這兩種鉆石并不完全相似。對于這些鉆石的來源，目前科學家還難以定論。但肯定的是它們的確與變質(zhì)巖地區(qū)發(fā)現(xiàn)的鉆石最相像，這正是該發(fā)現(xiàn)的意義所在。如果未來的化學分析能夠證明這些鉆石的的確確來自于超高壓變質(zhì)巖的話，那將是一個驚人的發(fā)現(xiàn)。

這將具有雙重含義。首先，這意味著在42.5億年前可能已經(jīng)存在一個厚厚的、冷卻了的大陸巖石圈，即一個堅硬的巖石層：其次，形成鉆石的巖層通過類似板塊運動的過程而被埋藏到地下150千米的深處。但通常認為那時的地球像一個到處流淌著熾熱巖漿的火球，尚未被巖石所覆蓋，怎么可能具備上述這兩個條件呢?

地質(zhì)學家們目前正在對那個時期是否有大陸——哪怕是小小的旦存夕亡的大陸——進行激烈的討論，遠遠沒有想到可能存在這樣一個巖石圈。有些科學家認為，早期地球可能存在幾個大陸“胚胎”。當然不是像亞洲大陸那樣規(guī)模巨大、巖層厚達100多千米的陸地!因為這需要非常長的時間來形成和冷卻。

爭論的另一個焦點在于，要得到這些源自于變質(zhì)巖的鉆石，必須有板塊運動，才能使得地表的巖石沖入150千米以下的地底深處。然而迄今發(fā)現(xiàn)的最古老的巖石，也無法讓我們了解38億年前是否有板塊構(gòu)造運動。但事實擺在那里，不管怎樣，要形成這些鉆石，必須有厚厚的巖層才能達到足夠的壓力，

盡管我們不知道該巖層究竟是因板塊碰撞還是通過某種未知的機制才被埋到地下的，雖然這一發(fā)現(xiàn)還未能獲得完美的解釋，但它無疑為早期地球要比我們想象要冷的觀點提供了一條新證據(jù)。早在2001年，有些科學家通過對鋯石中的氧同位素的測量研究，對傳統(tǒng)的“熾熱地球”觀點就提出了異議。其研究結(jié)果表明，這些鋯石所在的巖層，其表面曾受到過液態(tài)水的侵蝕。由此得出結(jié)論，認為雖然最古老的沉積巖只有38億年的歷史，但海洋早在43億年前便已出現(xiàn)。這個重要的發(fā)現(xiàn)足以讓“熾熱火球”論者們重新審視自己的觀點了。

對地球的另一種認識

既然有了適宜的溫度，有了液態(tài)的水，那為什么不能有生命呢?生命存在必需的所有要素，在生命現(xiàn)象首次出現(xiàn)之前5億年就已經(jīng)全都匯集在地表上了。對于這個問題，新發(fā)現(xiàn)的鉆石也可能帶來意想不到的信息。因為鉆石是由碳所構(gòu)成的，而碳的來源之一正是生命體產(chǎn)生的有機物!根據(jù)所含碳同位素種類的多寡，我們通常可以鑒別出那究竟是有機碳還是無機碳，但并不絕對。傳聞同位素分析已經(jīng)完成。但在結(jié)果正式發(fā)表之前，我們無法得出更進一步的結(jié)論。不過，如果同位素的組成包含有機碳的成分，那么很多人將會認為這是地表生物活動的一個見證，盡管這種解釋肯定不會得到一致認同……大家都急切地期盼著分析結(jié)果能在近期公布。因為這些古老的鉆石不僅可能改變我們對地球的認識，而且也可能是我們星球早期生命出現(xiàn)的唯一見證。

在鋯石中發(fā)現(xiàn)鉆石是不可辯駁的事實。但它們的形成過程還沒有完全澄清，因此尚難以確定這一發(fā)現(xiàn)的意義。鉆石之所以永恒，那是因為我們很難測出它們的年齡!事實上，鉆石很少含有便于測定其形成年代的放射性物質(zhì)。所以，42.5億年并不是鉆石的年齡，而是包裹它的鋯石的年齡。鋯硅酸鹽在結(jié)晶時將放射性鈾原子囚禁起來，而鈾原子會以一個已知的速度衰變成鉛原子，我們因而可以估算出鋯石的年齡。由于鉆石的年齡無法直接獲取，因此關鍵就在于確定它們的形成年代是比鋯石早還是晚。所以認為，這些鉆石是在鋯石結(jié)晶之前或同時形成的，所以它們至少是和鋯石同齡的。但假如它們是在鋯石結(jié)晶之后才結(jié)晶的呢?如果鋯石中含有石墨，鉆石是后來才由石墨形成的。那么在成為鉆石的過程伴有巨大的體積上的變化。這樣巨大的變化將會在鋯石里留下痕跡。所以，作為對早期地球環(huán)境進行判斷的必不可少的依據(jù)，這些鉆石的年齡應該不容置疑。