新研究称板块构造在地球形成早期便已开始

2020年06月01日 14:13 次阅读 稿源:cnBeta.COM 条评论

从构造板块之间的相互碰撞和摩擦来看,地球的“活跃度”还是相当高的。比如冰岛的辛格韦德利公园,就有一个由两个构造板块相互远离而形成的山谷。但是耶鲁大学的一项新研究,却对构造板块的历史源头进行了追溯。结果发现,其在行星形成之后很快便已开始,较当前学界共识还提前了十亿年。

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比邻星 b 想象图(来自:ESO / M. Kornmesser,via Yale University

据悉,地壳由坚硬的岩石组成,它们沿着流动的地幔顶部滑动。但它并不是一个整体,而是被分成了多个构造板块,然后逐渐在地表周围移动。

这种过程形成了深海沟、巨大的山脉、大洲本身、甚至引发地震和火山爆发等事件。根据一系列地质证据,学界普遍认为构造板块运动始于 30~35 亿年前。

然而这里有一个明显的问题 —— 从本质上讲,构造板块的活动,很可能擦除其本身曾经留下的痕迹。

研究资深作者 Jun Korenaga 表示:“这是一个持续已久的难题,随着时间的推移,我们能找到的地质记录就会更少”。

为化解这方面的困难,耶鲁大学研究团队决定回溯另一个不容易被轻易擦除的线索 —— 空气中的氩气(argon / 18 号元素)含量。

(研究配图 - 1:观测约束和成功模型解的分布)

作为一种惰性气体,它也是当今地球大气中含量第三高的气体,且绝大部分是由于地壳的放射性衰变而积聚的。此外氩气的自重,决定了它不会散逸到太空。

基于此,研究团队对地球早期进行了化学模拟,同时兼顾其它方式产生的氩气含量,最终将板块构造活动的历史反推到了 44 亿年前 —— 大约在地球自身形成 1 亿年后便已出现。

然而早前的另一项研究,却提出了截然不同的观点(称始于距今仅 6 亿年前),理由是灾难性的“雪球地球”事件。

有关新研究的详情,已经发表在近日出版的《科学进展》(Science Advances)期刊上。

原标题为《Argon constraints on the early growth of felsic continental crust》。

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