美國最古老岩石之爭:密西根片麻岩以36億年奪冠
最新研究顯示,密西根州的沃特斯米特片麻岩(Watersmeet Gneiss)可能以約36億年的高齡,成為目前美國已知最古老的岩石。這項發現改寫了明尼蘇達河谷中那塊自1975年就立牌宣稱「世界最古老岩石」的歷史。
地質學家Carol Frost與團隊在《GSA Today》期刊發表研究指出,經過礦物分析,明尼蘇達片麻岩的年齡可能被高估至少3億年。事實上,這塊岩石甚至稱不上美國最古老——這個頭銜現在應該頒給密西根州的片麻岩。研究團隊幽默建議,那塊老舊的告示牌應該改寫為「美國最古老岩石」,然後搬到密西根州重新豎立。
這場看似輕鬆的學術辯論,其實隱藏著嚴肅的科學問題。德州大學達拉斯分校的合著者Bob Stern教授透露,這個研究起源於「啤酒時間的閒聊」。他和博士生Clinton Crowley在與懷俄明大學的Frost教授等專家討論後發現,要準確測定岩石年齡遠比想像中複雜。
「測定岩石年齡其實是在測定其中的礦物,」Frost教授解釋道,「就像用磚塊來推算建築物的年代,但這些磚塊可能來自不同時期。」研究團隊特別關注鋯石礦物,這種堅硬的礦物雖然能抵抗風化與高溫高壓,但在板塊運動過程中可能被搬運或變形,使得年齡測定充滿挑戰。
團隊取樣分析了來自明尼蘇達、懷俄明和密西根州的古老片麻岩。華盛頓州立大學地質學家Jeffrey Vervoort形容這些樣本「相當混亂」,其條紋狀結構和變形顆粒記錄了地球早期的劇烈變動。研究人員使用雷射和離子束技術,透過測量鈾衰變成鉛的比例來計算岩石年齡。
結果顯示,明尼蘇達莫頓片麻岩中的鋯石年齡從26億年到35億年不等,可能是不同時期岩石混合的產物。懷俄明薩卡維片麻岩多數鋯石約34億年,但有9顆異常古老的達到38億年。而密西根沃特斯米特片麻岩的鋯石年齡跨度驚人,從38億年到13億年都有,顯示經歷過火山侵入、變質作用和板塊運動等劇烈地質活動。團隊最終判定其最小年齡為36億年,暫時授予「美國最古老岩石」的稱號。
UCLA的Mark Harrison教授肯定這項研究的價值,但提醒這些結果僅代表地表出露的岩石,「年輕研究者們的挑戰,就是去發現更古老的岩石」。Frost教授也認同這個觀點,她指出密西根和懷俄明片麻岩中38億年的鋯石暗示,可能還有更古老的岩石深埋在地殼或地函中。
這項研究不僅是地質學的趣味競賽,更關乎人類如何重建地球歷史。沒有精確的年代測定,科學家就無法確認生命起源、山脈形成和氣候變遷的關鍵時間點。正如Vervoort教授所說,研究早期地球就像面對達利畫作中那些在荒原上融化的時鐘,「一切都如此複雜」。
所以,明尼蘇達那塊告示牌該撤下了嗎?或許吧。但明智之舉是留些修改空間——畢竟科學發現日新月異,誰知道下次又會在哪裡發現更古老的岩石呢?