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(2022-04-26 12:28:07)
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在38亿岁老的晶体中发现的板块构造的最早证据
撰稿人 David Bressan
Apr 24, 2022,03:54pm EDT
我应对我们的现代的地球的理解中的崎岖之路
来解释潜漠和板块构造的地球地壳的横截面。
按照发表在开放获取期刊AGU进步上的一项新研究，在南非发现的几块古代锆石晶体把持板块构造学的关键元素潜漠的最古老的证据。
这些来自地球青春的罕见时间胶囊指向一个大约38亿年前从一个刚性岩石表面到形成我们星球今天的活跃过程的过渡，为关于板块构造何时被设定在运动中的激烈辩论提供一个新的线索。
地壳和刚好在它下方的地幔顶层被分解成在粘稠但但可移动的更低地幔岩石层之上缓慢移动的刚性板块。来自地球核的热驱动驱动着这种缓慢但无情的运动，对火山、地震和山脉的隆起负责。
对什么时候这一过程加速起来和现代地壳形成的估计范围从40多亿年前到刚好8亿年前。
据信被潜漠的板块部分熔化已经形成的矿物提供一些大约42亿年前板块构造在地球上发生的间接证据。由板块构造形成的最古老的岩石追溯回到25亿年前。板块运动的重建仅在过去的8亿年是可能的。
不确定性发生因为来自地球青春的地质记录是稀疏的，由于板块构造本身的表面再循环效应。地球的第一个5亿年的冥古宙纪元（Hadean Eon）几乎没有留下任何东西。
哈佛大学地质学家、这项新研究的主要作者纳迪佳德拉邦说，“冥古宙地球就是这个神秘的大盒子”。
在一个朝向解决这个谜团中一个令人兴奋的一步中，2018年德拉邦和她的同事们从南非巴伯顿绿岩带罕见的古老地壳中出土了一个长纪年系列的33个微观锆石晶体，这些都被在从关键的41.5至33亿年前8亿年跨度内在不同时间形成。
锆石是在地壳中一种相对常见的附属矿物，但来自40至45.6亿年前冥古宙纪元的古代代表是超罕见的，仅在地球上的12个地方被发现并且通常在每个位置数量不到三个。
地球上最古老的物质又已经被人追溯回的是一种44亿岁老的锆石矿物，来自澳大利亚纳雷片麻岩地的杰克山的沉积片麻岩。
保存在绿岩带锆石中的铪同位素和微量元素告诉了一个关于它们在地球上结晶时条件的故事。38亿随老和更年轻的锆石似乎已经在岩石体验类似于现代潜漠带的压力和熔融中形成，暗示地壳可能已经开始移动。
德拉邦说，“当我说板块构造时我特别指一个弧形设定，当一个板块走到另一个板块下你有所有那个火山时” ，描述一个潜漠的经典例子。
德拉邦说，“在38亿年在地壳不稳定化的地方有一个急剧的移变，我们有新的岩石形成，我们看到地球化学签名变得越来越类似于我们在现代板块构造中看到的”。
研究发现了相比之下，更老的锆石保留了一个源自于已经仍然稳定了6亿年的重熔地幔岩的全球“原结壳”盖子的证据。
这项新研究发现了来自世界其他地方的锆石中类似于现代潜漠条件的类似过渡，追溯回到南非锆石的约2亿年内。
德拉邦说，“我们看到大约38亿到36亿年前在地球上一个重大变化的证据，朝向板块构造演变是一种明显的可能性”。
德拉邦说，虽然不是决定性的，但结果表明一个全球变化可能已经开始，可能在安顿成我们今天看到的不断移动的板块的高效全球引擎之前在分散开的地方开始和停止。
板块构造形成地球的大气层及它的表面。火山气体的释放和新硅酸盐岩石的产生，这消耗来自大气层的大量二氧化碳，中和因过多或过少温室气体的大温度摆动。
德拉邦说，“没有所有再循环和新地壳形成，我们可能会走回沸腾的热和冰冻冷之间来回走动，这有点像一个气候恒温器一样”。
到目前为止，板块构造只被在地球上观察到，并且对于使行星宜居可能是必不可少的，德拉邦说，这使得板块运动的起源在探究生命的早期发展中有兴趣的。
德拉邦说，“我们有的最早地球的记录真的是有限的，但刚好在这么多不同的地方看到一个类似的过渡使这可能是地壳过程的一个全球变化真的可行的 ，某种的再组织化正在地球上发生”。。
我（David Bressan）是一名自由地质学家，主要工作在东阿尔卑斯山。我于2007年毕业于一个研究永久冻土即冻土的项目，
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