總編輯的話

千古石頭記

撰文/李家維

總編輯的話

千古石頭記

撰文/李家維


開學了,第一堂課是「大演化,大滅絕」,我挑了三塊石頭帶進教室。它們是見證地球46億年歷程的關鍵標本,同學們傳看著,也紛紛拿手機拍照留念。


綠白紋相間的是來自中國河北省遷安的鉻雲母石英岩,我常炫耀這是塊亞洲最古老的石頭,有38億年歲月了。這說法並不精確,應該說是其內含的微小鋯石才有這麼老。鋯石是矽酸鋯結晶,堅硬耐風化,化學性質穩定,又內含放射性鈾,可以用鈾∕鉛法定年。最古老的鋯石產於澳洲的傑克丘(Jack Hills),有44億年老了,這也表示44億年前地球表面已冷卻,岩漿固化成地殼、海洋形成,準備迎接生命了。


而已知最早的間接生命證據是在鋯石內發現的,那是一顆41億年老的澳洲鋯石,其中包裹著一小塊石墨,分析其碳12與碳13的比例,顯示它可能是生命有機碳的遺物。


紅黑紋相間的是來自澳洲哈麥斯利嶺(Hamersley Range)的條帶狀鐵礦,氧化矽與氧化鐵間層排列,有24億年老了。這裡是全球最大的鐵礦區,面積達15萬平方公里,標誌著地球大氣由無氧到有氧的過渡階段。早期的地球並無氧氣,還原態的海水中溶有大量的鐵離子。當原始的藍綠菌把光合作用的副產物氧氣釋出後,海洋生鏽了,鐵離子氧化沉積成鐵礦。有可能是氧氣量的間歇變化造就了漂亮條帶。待海水中的鐵鏽光了,氧氣開始進入大氣,我們的真核細胞祖先才得以在地球現身。


有著平行柱狀結構的石板是來自河北省薊縣的疊層石,有10億5000萬年老了。我是疊層石迷,我的「荒堂」蒐藏中有來自各種年代的40塊標本,疊層石曾經是活石頭,長在表面的藍綠菌分泌黏液,膠結住水中的礦物沙粒,晝夜與季節的成長變化就被記錄在細微層狀中。尋找地球上最早的細胞化石是古生物學界的聖杯,有些蛛絲馬跡就常被牽強解讀,隔不了多久又遭推翻否決。目前最受認可的世界紀錄是產於35億年前的澳洲疊層石,裡面封存著形似藍綠菌的化石痕跡。


意猶未盡,請享讀這期「科學人書摘」推介的《改寫地球史的25種石頭故事》,摘錄章節的主角是天然磁石,地球磁場的歷次反轉都忠實記錄於天然磁石中。也請讀者們期待下期《科學人》,台灣傑出的定年專家、岩石獵人沈川洲即將再次發表力作。


影像來源:李家維