地球与环境 2022-01-20 14:24

滑铁卢大学的研究人员在分析一些世界上最古老的彩色宝石时,发现了一颗有25亿年历史的红宝石中含有曾经是远古生命的碳残留物。

由滑铁卢大学地球与环境科学教授Chris Yakymchuk领导的研究小组,着手研究红宝石的地质学,以更好地了解红宝石形成的必要条件。在格陵兰岛进行的这项研究中,该团队发现了一个含有石墨的红宝石样本,石墨是一种由纯碳构成的矿物。格陵兰岛含有世界上已知的最古老的红宝石矿藏。对这种碳的分析表明,它是早期生命的遗迹。

“红宝石内部的石墨非常独特。这是我们第一次在含红宝石的岩石中看到古代生命的证据,”Yakymchuk说。“石墨的存在也给了我们更多的线索,以确定红宝石是如何在这个位置形成的,这是不可能的,因为红宝石的颜色和化学成分。”

石墨的存在使得研究人员能够分析一种叫做碳原子同位素组成的特性,这种特性可以测量不同碳原子的相对数量。超过98%的碳原子的质量为12个原子质量单位,但一些碳原子更重,它们的质量为13或14个原子质量单位。

“生命物质优先由较轻的碳原子组成,因为它们进入细胞所需的能量更少,”Yakymchuk说。“基于石墨中碳-12含量的增加,我们得出结论,碳原子曾经是古老的生命,最有可能是死去的微生物,如蓝藻细菌。”

石墨是在25亿年前的岩石中发现的,那时地球上的大气中氧气并不丰富,生命只存在于微生物和藻类薄膜中。

在这项研究中,Yakymchuk的团队发现,这种石墨不仅将宝石与古代生命联系起来,而且很可能是这种红宝石存在的必要条件。石墨改变了周围岩石的化学成分,为红宝石的生长创造了有利的条件。该团队的模型表明,如果没有它,就不可能在这个位置形成红宝石。

这项研究,在格陵兰岛西南太古宙北大西洋克拉通最后组装期间生长的刚玉(红宝石),最近发表在《矿石地质评论》上。另一项相关研究《刚玉之谜:限制超镁铁质和铝质岩石变质混合岩中形成红宝石的流体组成》(The刚玉难题:限制超镁铁质和铝质岩石变质混合岩中形成红宝石的流体组成》)6月发表在《化学地质学》杂志上。