最近的一项研究挑战了关于大陆如何形成的传统观点,表明俯冲可能不是必要的。新的研究结果表明,地壳的融化可以解释大陆的形成,这使人们对板块构造何时开始产生怀疑,并突显了它对生命起源的影响。
数十亿年前地球大陆的形成,为生命的繁荣创造了基础。然而,科学家们对这些大陆是如何形成的,以及所涉及的地质过程是否与我们今天观察到的相同,仍然存在分歧。
伊利诺伊大学芝加哥分校的戴维·埃尔南德斯·乌里韦(David Hernández Uribe)最近在《自然地球科学》上发表的一篇论文为这场争论提供了新的信息,在大陆形成的主要理论中挖出了漏洞。埃尔南德斯·乌里韦使用计算机模型来研究岩浆的形成,这些岩浆被认为是大陆起源的线索。
地质过程和锆石研究
岩浆是一种熔化的物质,冷却后形成岩石和矿物。埃尔南德斯·乌里韦寻找的岩浆与罕见的锆石矿床的组成特征相匹配,这些锆石可以追溯到25亿到40亿年前的太古宙时期,科学家们认为大陆是在那个时候形成的。
去年,来自中国和澳大利亚的科学家发表了一篇论文,认为太古宙的锆石只能通过俯冲形成 —— 当两个构造板块在水下碰撞时,将陆地块推到水面。这个过程至今仍在发生,引起地震和火山爆发,重塑大陆的海岸。
但是,Hernández地球与环境科学助理教授埃尔南德斯·乌里韦发现,俯冲作用并不是形成太古宙锆石的必要条件。相反,他发现这些矿物质可以通过高压和高温形成,这些高压和高温与地球厚厚的原始地壳的融化有关。
“使用我的计算和模型,你可以得到锆石的相同特征,甚至通过地壳底部的部分熔化提供更好的匹配,”埃尔南德斯·乌里韦说。“因此,基于这些结果,我们仍然没有足够的证据来说明哪个过程形成了大陆。”
板块构造和地球生命的意义
新的研究结果也增加了地球板块构造何时开始的不确定性。如果地球上的第一批大陆是由俯冲形成的,那就意味着大陆在36亿到40亿年前开始移动 —— 仅仅在地球存在的5亿年之前。但另一种理论认为,地壳融化形成了第一批大陆,这意味着俯冲和构造运动可能要晚得多。
“据我们所知,我们的星球是太阳系中唯一一个有活跃板块构造的星球,”埃尔南德斯·乌里韦说。“这与生命的起源有关,因为第一块大陆的移动方式控制了天气,控制了海洋的化学成分,以及所有与生命有关的东西。”
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