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震驚!科學家發現翡翠中的黑點可能是來自天外的宇宙塵埃?

翡翠中經常會出現各種各樣的雜質,比如說棉,黑點等,這些雜質大大降低了翡翠的市場價值,但近期科學家發現,翡翠中的部分黑點,可能是來自天外的宇宙塵埃,具有很深的科學價值。

宇宙塵埃指存在、或曾經存在於星際間,直徑小於1 mm的固體物質。據他人研究數據統計,每年大約有1萬噸宇宙塵埃進入到地球大氣層,其中沒有燃燒完的部分以顆粒或球粒的形式存在於平流層、深海沉積物或地表。

儘管宇宙塵埃體積微小,研究工作中遇到很多的困難和限制,但它依然引起科學家們極大的興趣,因為相對脆弱的地外物質絕大多數以塵埃形式被保留在地球上。

宇宙塵埃在緬甸翡翠中的發現,其鐵核球粒(直徑0.10-0.30

mm)的形態、球狀表面、鐵核表面、球狀構造及方鐵礦 (wüstite) 殼的樹枝狀結構等清晰特徵,以及化學成分和Fe同位素數據,揭示其為I-型低分異的宇宙塵埃。此類宇宙塵埃可以很好地保存於緬甸翡翠中,是一個奇蹟!

翡翠中宇宙塵埃的切片之光學顯微相,直徑0.12mm,其內金屬鐵殼被方鐵礦包裹

翡翠是在地質作用過程中形成的,主要由硬玉、綠輝石和鈉鉻輝石組成,是唯一能達到寶石級別的多晶集合體玉石。緬甸翡翠產於緬北,正好騎在著名的實皆走滑斷裂帶上,其形成於侏羅紀,成岩年齡為1.47億年。當時形成環境為印度板塊東部洋殼向下俯衝於緬甸微板塊的俯衝帶內,當時俯衝屬性推測為洋-洋俯衝 (施光海等研究成果)。

俯衝帶是地球上特殊的一種地質單元,代表一種低溫高壓條件。當時緬甸翡翠的形成深度大於30公里,現今其已經出露於地表,其如何回返至地表也是一個耐人尋味的問題.

緬甸翡翠是形成於俯衝帶並回返地表的岩石,這為找尋不同地質歷史時期的宇宙塵埃提供另一思路,對於探索地球奧秘具有特殊含義;另一方面也說明緬甸翡翠成因與深海洋殼有關係,其內宇宙塵埃形成於侏羅紀或者以前.

由此,可以想像緬甸翡翠中的宇宙塵埃就成為了經歷一系列複雜旅程:從天外進入大氣層→迭落到深海→沉積並隨洋殼俯衝→在俯衝帶內生存→與硬玉岩遭遇→回返到地表等。

緬甸翡翠中的宇宙塵埃,直徑0.15mm

當鬆散的地外物質進入大氣層後,由於速度快,在與大氣分子摩擦生成大量熱的同時也產生高壓。這些物質因不能抵抗高壓而崩裂成許多微小顆粒,進而形成宇宙塵埃。

在地外物質的組成方面,宇宙塵埃是隕石、隕鐵的重要補充。由於宇宙塵埃無論在數量上還是質量上都巨大,甚至可以這樣說,在每個人的每一個腳印中都可能會有宇宙塵埃存在,這讓研究人員可以在各種地質條件下進行廣泛搜集,進行對比研究。

此外,從時間角度講,因為地球自形成之時便暴露於宇宙環境中接受各種外來物質,所以我們有條件研究特定地層中地外物質的含量、分布等情況。

翡翠是宇宙塵埃的一系列複雜旅程的參與者與見證者。今後,如果在翡翠中發現黑色雜質有磁性,球狀,則有可能為宇宙塵埃。當翡翠飾品中有雜質被確認為宇宙塵埃時,則其研究價值甚至高於飾品本身。

作者,施光海,中國地質大學(北京)珠寶學院教授、博士生導師。


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